尿素培训材料
尿素工艺概况 节化工基础知识 （）、化学基础知识 元素、原子与分子 世界上任何物质都是元素组成。
具有相核电荷数 通类原子叫元素。
采用定表示各种元素叫做 元素。
尿素装置所涉及到主要元素有 氢（ ）、碳（ ）、 氮（ ）、氧（ ）、硫（ ）、铬（ r、、镍（ 、、钼（ ）等。
分子是能够独立存而仍具有该物质却化学特性 微粒。
用组成分子各种原子元素表示这种分 子就形成了分子式。
尿素装置常用分子式 物质名称 二氧化碳 氢气 空气 尿素 缩二脲 分子式 Q Q Q 物质名称 氨 氧气 氮气 甲铵 分子式 Q QQ 化学反应 当两种以上物质相作用产生化学变化便发生了 化学反应。
用元素和分子表示化学反应等式叫化学方程式。
它不仅表示了化学反应程反应物化生成物变化关 系。
而且还表示了反应物化生成程定量关系。
（二）、化工基础知识 化工生产是以煤、石油、天然气、水、空气等天然 或农副产品原系列化学变化或化学处理主要 手段 改变物质原性质 状态和组成 制成所产品 ．化工单元操作 化学工业种类很多涉及酸、碱、化肥、医药以及石 油化工等它们所采用生产方法、工艺流程、设备也 往往千差万别各有不。
它们所以统归化学工业筹 首先是因这些工业程所用原终变产品不仅 物质上发生了变化而且般地都伴随化学性质变化 而这些不生产程都是些基操作组成如流体流 动与输送、压缩、分离、传热、蒸发、精馏、吸、吸收、 冷却、 破碎等操作 我们把这些操作称化学基单元操作。
若干单元操作串起就构成了化工产品生产程。
．化工单元操作分类 按照单元操作所遵循基规律不可归纳几基 程 （ ）、动量传递程包括遵循流体动力学规律些 单元操作如流体流动与输送、沉降、离心泵以及固态流 态化、空气压缩等。
（ ）、热量传递程简称传热程包括主要遵循热 交换基规律些单元操作如传热、蒸发、冷凝等。
3 3）、质量传递程 简称传质程 即物质通扩散 从相移到另相程包括蒸发、吸、吸收、 干燥等单元操作。
（ ）、热力程包括遵循热力学规律些单元操作 如冷冻等。
（ 5 5）、机械程包括遵循机械力学些单元操作 如固体粉碎筛分等。
3 3．化工单元操作简介 （ ）、传热传热是化工生产必不可少操作程。
生产传热程通常都是两种流体进行。
某些 场合下粒状固态物也参与传热程如造粒冷却程。
实现冷、热流体热量传递设备称换热器。
传热基方式有三种传导、对流、辐射。
（ ）、蒸发通加热使溶液部分溶剂汽化并除 操作称蒸发蒸发是体现传热程基程 单元操作。
蒸发程 只有溶剂是挥发性物质溶质是不挥发这就是说当 溶液被加热沸腾只有溶剂汽化溶质整程数 量不变这就使蒸发操作显著特。
根据蒸发压强不可将蒸发操作分常压蒸发、 加压蒸发和减压蒸发三种类型 （ 3 3）、气体吸收气体吸收是利用适当液体吸收剂 处理气体混合物以使其种或多种组分由气相入液 相操作。
吸收基依据是利用气体混合物各组分 吸收剂溶不从而将其溶组份分离 出。
尿素装置吸收塔操作是了回收气体有效成分 如氨；减少有害气体（ 3 、 等）对环境污染。
由 可见吸收操作与提高产品质量增加产量降低消耗 消除污染保证人身体健康具有密切关系。
吸收操作坏很程上取能否选择种适 宜吸收剂。
（ ）、干燥利用加热固体物湿分（包括水分 或其它溶剂）汽化并出操作成干燥。
根据热能传给湿 物方法不干燥可分接加热干燥、对流干燥、 辐射干燥和介电加热干燥。
（ 5 5）、吸吸是吸收逆程传热方向与吸收方 向相反溶质由液相向气相传递。
其目是回收液体 溶质和使吸收剂再生循环使用。
（ 6 6）、蒸馏化工生产了达到提纯或回收有效组份 目常常要对液体相混合物进行分离蒸馏就是分 离液体相混合物单元操作对混合物分离总是利用其 各组分某种性质差异蒸馏操作就是借助液体混合物 各组份挥发能力差异而达到分离目。
按蒸馏方式与分离程分类可分简单蒸馏、平衡蒸 馏（或叫闪蒸）和精馏。
（ 7 7）、闪蒸连续操作定常程带有定压力和 温尿液节流阀急剧减压至规定压力进入闪蒸器。
闪蒸器与规定压力下部分液迅速汽化从顶部进入 冷凝器被冷凝成液体（其易挥发组份含量较高） 进入 下工序。
另部分气化液体易挥发组分含量较 高由闪蒸器底部抽出（成底部产品）。
（ 8 8）、精馏工业上精馏分离通常采用连续操作。
其 主要设备包括精馏塔、再沸器（或循环加热器） 、冷凝器等。
按操作压强分可分常压、加压、减压精馏。
3 3．化工程基规律 对千变万化各种化工生产程都可以将其单元操作 归纳几化工基 生产程并遵循其各基规 律但这些基程又遵循着某些共规律掌握和 运用这些程共规律有助我们从工程观出发分 析某程技术生可行性和济上合理性这些共 规律是 （ ）、质量守恒化工生产随着程进行物 质不断起着变化但固定系统或固定设备 它必须合 输入物输出物量+物损失量 （ ）、能量守恒化工生产除了物质变化还 必然伴随着能量换例如流体流动与输送就存 流体位能、动能、静压能或外加机械能化问题 热量传递程和质量传递程也存着冷热流体 以及环境热量交换问题。
根据能量守恒定律任何 系统输入物输出物量+物损失量 （ 3 3）、平衡关系化工生产程像固体溶与 结晶、气体吸收等操作程都是定条件下由不平衡 向平衡状态化以达到程进行限。
程 定条件下能否进行能进行到什么程都可以由平衡关 系推知。
还能生产操作条件选择和改进提供依据。
（ ）、程速率 平衡关系只说明程方向和极限 而程进行快慢工程上是比平衡关系更重要。
单位 里各种程进行变化称程速率。
程速率越 高设备生产能力越样产量条件下设备尺寸 可以越。
程速率可以用如下基关系表示 程速率程推动力程阻力 程推动力是程某瞬状态因素距离平衡 状态因素差额。
流体流动程 它表现位差或压差； 传热程它是冷热流体温差；传质程它是物 质浓差。
构成程阻力因素很多而且 样是因程 性质不而不提高程速率途径加程推 动力和减少程阻力。
二节 尿素性质 尿素是由人及哺乳动物尿液含有这种物质而 得名。
分子式 0() 或写成 b 化学结构式 0 " 尿素工业生产常用 r表示尿素。
、 物理性质 纯粹尿素无色、无味、无嗅针状或柱状晶体。
工业尿素因含有杂质常白色、淡黄色或淡红色。
纯尿素 理论含氮量％分子量％。
、 化学性质 尿素呈微碱性但不能使般指示剂变色与酸作用 可生成盐类。
例如尿素与硝酸反应生成硝酸［ 0() 0 ］。
尿素与盐类相作用可生成络合物。
例如尿素与硝 酸钙反应生成 (Q) 0()。
尿素与磷酸钙作用 反应如下 (Q) 0+ 0() ― () (磷酸钙) (磷酸尿素) + (0) + 0 ( ( 磷酸氢钙) ) 尿素能与酸或盐相作用性质复合肥生产 具有重要义。
尿素水易产生水作用生成氨和 Q;高温下 易发生缩合反应生成缩二脲、缩三脲等。
这两性质 尿素生产都是不利因素是较重要。
盐酸作用下尿素甲醛反应生成甲基尿素； 性溶液与甲醛反应生成二甲基尿素。
三节 尿素合成基原理 （） 、工业上生产尿素是高温高压条件下进行。
般认是液相分两步完成。
步氨和二氧化碳水存下生成甲铵 3 （液） +Q （气） ^^^QQ K 液） 二步甲铵脱水生成尿素 QQ （液） （ ） （液） +bQ （液） 上述反应是高温下进行。
步反应只要能及 移反应热反应进行很快且易达到化学平衡而二步 反应即使液态和供给热量利用步反应热条件 下平衡化率只能达到 50 〜 70%。
所以二步反应是尿素 生产控制步骤。
合成尿素总反应式 （液） +Q （气） （ ） Q （液） +Q+Q 亦即合成尿素总反应逆放热反应。
（二） 、氨基甲酸铵生成 （ ）、工业生产甲铵生成反应式。
（液） +Q （气） 00 （液） +Q （ ） 、甲铵生成反应速 常温、常压下甲铵生成速相当缓慢而且甲铵 极易分；但当压力 980k 以上温超 50 甲铵生成反应几乎瞬就可完成；液相二氧化碳部 分化甲铵。
而且反应速几乎与压力平方成正比。
定围提高温也能提高甲铵生成速。
（3 3） 、尿素生成 ① 、甲铵脱水生成尿素化学平衡 甲铵脱水生成尿素反应 QQ （液） （ ） （液） + Q Q 上述反映定温压力下进行是可逆吸 热反应。
② 、甲铵脱水生成尿素反应速 由尿素合成反应机理可知甲铵脱水是反应控制 步骤即定尿素合成速。
四节 尿素相关工艺及比较 （）、尿素技术方案选择 国际尿素生产工艺较多 但国尿素生产工艺主要有 水溶液全循环法 0 汽提法氨汽提法三种。
根据各种工 艺生产特、及生产厂实际运行情况综合评价这 三种水溶液全循环法适用、型尿素装置（ 5 5 万吨 年）生产且生产技术成熟； 0 汽提法和氨气提工艺适 用型尿素装置（ 5 5 万吨 年）生产。
氨气提法 与 0 气提法工艺相比消耗比较接近但是氨气提法工 艺流程长设备昂贵且国产化。
（二）、下表三种生产工艺特对比表。
消 耗 r 水溶液 0 汽提法 氨汽提法 3 580 575 575 0 Kg 775 Kg 750 Kg 750 Kg 循环水 50 3 00 3 95 3 电 K 50 K 0 K 0 K 蒸汽 050 780 外送 蒸汽 80 Kgr 艺 流 程 高压圈设备 台 5 台 5 台 压系统 有 无 有 低压系统 有 有 有 脱氢 无 有 流程长 咼压圈咼压化率咼 咼压圈化率咼 流程短 流程长 合 成 合成塔 88 83 88 操作压力 条 件。
框架结构 框架（ 3 高框架（6 框架（3 国产化 完全国产化 国产化 材汽提塔进口 安全性 无脱氢 有脱氢安全可靠 安全可靠 投比例 水溶液全循环法与气提法尿素相比能量利用不合理 消耗较高流程较长近几年新建型尿素已很少采 用该工艺。
氨气提法特工艺先进消耗低无高框架结构 无爆炸危险是该工艺特但该工艺购买国外专利 工艺包装置不能国产化国外设备制造周期长故不采 用该工艺。
0 气提法特高压圈操作压力低 由高压化 率较高装置无压系统该工艺采用 0 脱氢技术根 上杜绝了生产爆炸危险性该工艺流程短、设备少、 生产稳定、消耗较低、投较少国有丰富设计、 设备制造、生产验近几年新建项目多 0 气提法。
二尿素装置工艺流程叙述 节二氧化碳基原理 合成尿素反应般液相分两步进行 步甲铵生成反应 3 （液） +Q （气） 00 （液）+,反应是 强放热反应反应速快容易达到化学平衡。
二步甲铵脱水反应 （液） ^ （液） +b （液） 反应是微放热反应主要是液相进行且控制 反应。
二节二氧化碳工艺流程 （） 、概述 装置采用二氧化碳气体技术生产％熔融尿素然进 入 0 9000 造粒塔利用上部旋喷头造粒。
尿素主装置 00日设计能力 0 00 吨日。
装置主要包括 压 缩、脱硫、脱氢液氨升压、尿素合成和汽提、循环、蒸发、 吸水、尿素造粒等工序。
（二） 、工艺流程说明 二氧化碳压缩、脱硫、脱氢 从脱碳二氧化碳（ g; g;%, % ）气体其温 V 30 , 压力（绝）二氧化碳液滴分离器压缩 二段入口前与定空气混合空气量二氧化碳体积 %。
从压缩二段出二氧化碳控制水冷温 60 , 进入 水槽有机硫水进水冷器降温 0 , 氧化铁脱硫 槽脱硫压缩三段入口。
四段出口二氧化碳、 进入脱氢系统。
开车由压蒸汽开工加热器将二氧化 碳温提高到》50 , 以利脱氢反应器脱氢反应进 行。
脱氢反应器装铂系催化剂操作温入口》 50 、 出口 00。
脱氢二氧化碳含氢 50 高压 冷 却器用循环水冷却降温至 0。
二氧化碳压缩机设 、 3 、 5 三回路用调节生产荷。
．液氨升压 液氨合成氨装置压力（绝） 温 0 , 液氨滤器进入液氨缓冲槽再到高压液氨泵入口主管上装 有流量计。
液氨高压液氨泵加压到 （绝 ）高压液氨泵是电 动往复柱塞泵带变频调速可以 35％－ 0％荷 围变化。
总控室由流量累积记录器从这记录器判 断进入尿素界区氨量高压液氨送到高压喷射器作喷 射物将高压洗涤器甲铵液带入高压冷凝器。
高压液 氨泵以及高压液氨泵出口以管线设有安全阀以保证装 置设备安全。
3 3．合成和汽提 合成塔、汽提塔、高压冷凝器和高压洗涤器四设备组 成高压圈。
这是工艺核心部分。
这四设备操作条件 是统考虑以期达到尿素产率和限热量 回收以副产蒸汽。
从高压冷凝器底部导出液体甲铵液和少量冷凝 氨和二氧化碳分别用两条管线送入合成塔底。
液相加气 相物 0 （摩尔比）温 65 70 合成塔设有 块筛板形成类似几串反应器 塔板作用是防止物塔返混。
物从塔底至塔顶设 计停留约。
二氧化碳化率可达 58％相当平 衡化率 90％以上。
尿素合成反应液从塔上升到正常液位温上升到 83 〜 85 , 溢流管从塔下出口排出液位控制 阀进入气提塔上部再塔液体分配器匀地分配到每根 汽提管沿管壁成液膜状下 降。
分配器液位高低起着 动调节各管流量作用。
尿液汽提管匀分配并 壁形成液膜下降壁液膜是非常重要否则汽提管将遭 到腐蚀。
由塔下部导入二氧化碳气体管与合成反应 液逆流相遇气提管外以蒸汽加热合成反应液剩氨及 化甲铵将被气提蒸出和分从塔顶排出。
尿液及少 量分甲铵从塔底排出。
氨蒸出率约 85％甲铵分率 约 75%。
这是因受了温限制高 00 管道就受 到严重腐蚀。
另外也受换热面积和限制。
换热面积 太则尿液不能形成膜；加热太长则尿素水和缩二 脲生成将会增多。
现有条件下从汽提塔底排出液体 含有 8 8%氨和 0 %二氧化碳。
尿液汽提管要有定停留以提高分率。
管子太长或太短都是不利。
目前汽提管长 6 米。
管数也不 能太多以避免影响液膜形成汽提塔出液温控制 55 70。
塔底液位控制 50 左右以防止二氧 化碳气体随液体流入低压分工段造成低压设备超压。
从汽提塔顶排出 80 85 气体与新鲜氨及高压 洗涤器甲铵（绝）下混合起进入高压冷凝器顶部。
物走管管走水用 副产蒸汽根据副产蒸汽压力高低可以调节氨和二氧 化碳冷凝程。
但要保留部分气体合成塔冷凝以 便补偿合成塔甲铵化尿素所热量以达到热平 衡。
了使进入高压冷凝器上部气相和液相得到更 混合增加其接触高压冷凝器上部设有液体分 布器。
分布器上维持定液位就可以保证气相－液相 良分布。
这里将气体氨和二氧化碳用加压低压吸 收段甲铵液冷凝吸收然高压冷凝器再返回合成塔。
不冷凝惰性气体和定数量氨气高压洗涤器减压 排出高压系统进入低压吸收塔吸收直接放空。
高压洗涤器分三部分上部预防爆炸而充满惰性 气体空腔；部鼓泡吸收；下部管式侵没式冷凝段。
从合成塔导入气体先进入上部空腔作防爆惰性气 体（氨和二氧化碳和不 89％）然导入下部侵没 式冷凝段与从心管流下甲铵液底部混合列管 并流上升进行吸收。
吸收作用是生成甲铵放热反应。
反应 热由管冷却水带走管得到约 60 浓甲铵液（水 3%; Q Q ）。
管冷却水从 80 升到 95。
95 水高压洗涤器循环水冷却器调节到 80 （温不能再 低以防管结晶） 高压洗涤器循环水泵循环使用。
鼓泡段吸收气体尚含有定数量氨和二氧化碳进入 低压吸收塔进形氨回收。
高压洗涤器前设有安全阀。
通气相分析测得气相氨、二氧化碳和 惰性气体含量从而可以判断合成塔操作是否正常。
从高压洗涤器部溢流出甲铵液 , ,其压力与合成塔顶 部压力相等。
高压液氨泵液氨 压力约 6 （绝）进入高压喷射器将高压洗涤器甲铵升压二 者起进入高压冷凝器顶部。
根据生产要将高压系统主要参数指示控制盘 上。
由操作人员根据各参数变化倾向加以全面考虑或分 析以手控进行适当调整。
外必要也可分析合成塔 上部气相组份从而判断合成塔操作条件是否正常调 节有关参数。
了保护设备安全高压系统必要位置设有安全阀 及超压报警器等。
．循环系统 汽提塔底部尿素 甲铵溶液汽提塔液位 控制阀减压到（绝） 溶液％二氧化碳和 69％氨得到 闪蒸并使溶液温从 70 降到 07 气液混合物进 入精馏塔顶。
精馏塔上部填塔起着气体精馏作用下 部分离器。
温升高到 35 , 甲铵进步分而进入精馏塔下部分离器分离。
尿液 液位控制阀流入闪蒸槽气体上升到精馏塔填段精馏 气体导出精馏塔送到侵没式低压甲铵冷凝器。
两相并流上升进行吸收吸收产生热量被冷凝器 低调冷却水带走。
低调冷却水低压甲铵冷凝器循环水泵 送低压甲铵冷凝器循环冷却器冷却。
气液混合物从侵没式低 压甲铵冷凝器上部溢流到低压洗涤器液位槽进行气液分 离。
部分液体流入器漏斗靠重力流入侵没式低压甲铵 冷凝器流速加快气液混合效。
另部分液体从液 位槽底导出高压甲铵泵升压到（绝）以上送入高压 洗 涤器顶部。
液位槽分离出气体减压阀减压至常压吸收塔 填段被低压吸收塔冷凝液和部分工艺液循环冷却 器冷却噴淋吸收进步回收气相氨。
能被吸收 惰性气体排气筒放空。
5 5．蒸发系统 出精馏底部尿素熔融液液位槽液位控制阀减压 送到闪蒸槽压力约 （绝）。
温从 35 降到 85 , 有相当部分水、 和 Q Q 闪蒸出。
离开闪蒸槽尿液浓 70 － 7％（质量）流入尿液贮槽。
闪蒸槽真空是与段蒸发真 空系统相连而产生。
进入尿液槽尿液尿液泵加压送至 段蒸发加热器下部列管用低压蒸汽加热将尿液部 分水分蒸发出并段蒸发分离器进行气液分离。
尿 液出口温约 30 , 其出口温通蒸汽供给量控调 节。
段蒸发压力维持（ ）,蒸发系统压是由段蒸 发冷凝器和段蒸发喷射器产生真空维持。
段蒸发冷 凝器顶部设有压力测量装置其气体进口管线上连接空气 进口管。
通段蒸发冷凝器顶部压力信调节空气进口 管线上调节阀开可将空气吸入以保持段蒸发系统压 力正常操作围。
离开段蒸发分离器 95%〜 96%尿液通 形管液 封进入二段蒸发加热器。
二段蒸发压力（ ）。
它是通二段蒸发冷凝器与二 段蒸发冷凝器和三级蒸发气喷射器抽真空而达到。
气相通升压器进入二段蒸发冷凝器二段蒸发冷 凝器用冷却水冷却和冷凝。
二段蒸发冷凝器出口气体再 二段蒸发喷射器送入二段蒸发冷凝器。
二段蒸发 冷凝器冷凝不冷凝气体用二段蒸发二喷射器送入常压 吸收塔。
二段蒸发冷凝器和二段蒸发冷凝器冷凝液进入 氨水槽冷凝液含少量尿素和氨。
冷凝液部分用作低 压吸收塔吸收液另部分进入水系统。
二段蒸发器用（ ）蒸汽对尿液进步加热蒸发 并二段蒸发分离器进行气液分离使其浓提高%。
出 二段蒸发分离器熔融尿液通液封离心式熔融尿素 泵送往尿素造粒塔塔顶。
从二段蒸发分离器出口至熔融尿素泵吸入管线和泵 出口至造粒塔熔融尿素管线。
采用压力〜（ ） 饱和蒸汽夹套保温以降低缩二脲生成。
6 6．吸水系统 闪蒸冷凝液和蒸发冷凝液含有定量氨、少量 二氧化碳和少量尿素。
真空气腿流入氨水槽。
氨水槽 用隔板分三隔（两）。
各隔下部有 孔连通。
因液位相但不完全相混。
隔用贮存工 厂排放液或冲洗工艺液体。
闪蒸冷凝液流入隔 因 含氨和二氧化碳较多用低压吸收塔给泵送至吸收塔 作吸收液。
、二段蒸发冷凝液流入二隔由路用 吸收塔给泵送往吸收塔作吸收液另路由吸塔给泵 吸塔换热器加热到 7 送到吸塔上部 吸出氨和二氧化碳。
吸塔操作压力（绝）。
出 吸塔液体水塔给泵加压到（绝）水塔换热器 换热 进入水塔上部。
水塔下部通入界外 （绝） 蒸汽。
气 相进入吸塔上部液相水塔换热器换热温 5 进入二吸塔上部操作压力（绝） 塔下部 通入（绝）蒸汽进行吸塔底温 3。
从液相 吸出氨和二氧化碳及水蒸汽直接导入吸塔 下部与吸塔液体进行质热交换。
出吸塔 气相含水 0％回流冷凝器冷凝冷凝液部分 作回流液回流到吸塔顶部进行质热交换以减 少出塔气相水含量。
二吸塔吸液体含氨 3 3－ 5； 尿素 3 5 吸塔换热器换热和废水冷却器冷却 送出尿素界区。
7 7．尿素造粒 熔融尿素进入造粒喷头通电机带动喷头旋使熔 融尿素喷洒整造粒塔并得到相似尿素液滴。
当它塔降落熔融尿素液滴固化并冷却。
造粒塔底尿素粒子温般维持 50〜 60 8 8．蒸汽及冷凝液系统 界区、 5 蒸汽部分蒸汽调阀减压进 入高压饱和器产 生蒸汽作汽提塔热。
部分蒸汽水塔 作热另部分蒸汽补充入压蒸汽饱和器产生蒸汽用 二段蒸发加热器及高压系统保温伴热。
蒸汽由高压甲铵冷凝 器换热付产用循环加热器、段蒸发、真空喷射器、 吸塔及系统伴热。
系统满荷运行可外送蒸汽（） 7 7〜 蒸汽冷凝液系统蒸发加热器、低压加热器蒸汽冷凝液 回锅炉给水槽锅炉给水泵低压汽包供水。
气提塔加热蒸 汽冷凝液高压蒸汽饱和器压蒸汽饱和器、低压汽包补 液。
蒸汽冷凝液槽冷凝液蒸 汽冷凝液泵加压作低压冲洗水用低压、蒸发等系统 冲洗工艺处理。
部分低压冲洗水高压冲洗水泵加压送高 压冲洗水管作开停车高压系统冲洗、工艺处理用水。
9 9．尿素循环冷却水系统 尿 素 循环 水 消耗 00 吨 r 装置 循环水 量 00 装置单独配套 9003 ／ 循环冷却水系统。
配置 50 3 ／ 泵三台两开备。
配置 500 3 ／ 凉水塔两台。
设计上水温 3 压力回水温升 0 压力约 冷却水返回尿素循环水冷却塔降温。
三节 尿素主要工艺指标 ）、二氧化碳压缩机 操作压力 原 组成 段入口 （绝） g;% （体积） 四段出口 （绝） v%（ 体积） 操作温 V%（ 体积） 段入口 30 v g3 （体积） 四段出口 50 防腐空气（ ％） 体积） 二）、脱氢反应器 操作压力 （绝） 出口气组成 操作温 及其它可气体 v 50 x 06 入口气体 g; 50 含量 g;％（体积） 出口气体 催化剂层阻力 ％ 反应温升 5 正常 v v 脱氢水冷温 0 循环加热器 低压甲铵冷凝器 五）、循环系统 三）、高压液氨 操作压力 液氨组成 入口 （绝） 3 g;%（质量） 出口 （绝） v ％ （质量） 操作温 30 + v ％ （质量） 油 v 0 四）、合成系统 高压冷凝 合成塔 操作压（绝） 操作压力 绝） 操作温（顶） 80 83 操作温 67 出口气相 副产蒸汽压力 绝） 塔液相 化率 58％ v 高压洗涤器 操作温 汽提塔 出口液相 60 65 操作温 60 75 出口气相 90 0 出口液相含 3 6 6 8 ％（质量） 循环水冷却温 加热蒸汽压力 （绝） 入口 0 0 加热蒸汽温 温升 ~0 六）、蒸发系统 段蒸发 质量） 七）、吸和水系统 吸塔 操作压力 （绝） 冷凝压力 （绝） 操作温 35 冷凝温 75 闪蒸槽 v 低压吸收塔 操作压力 （绝） 操作压力 绝） 出口液体温 90 95 操作温 60 二段蒸 操作压力 （绝） 操作压力 （绝） 操作温 5 30 操作温 38 0 出口尿液浓 95 质量） 出口尿液浓 二吸 操作压力 0 3 （绝） 操作温（塔底） 3 操作温（塔顶 0 8 排出废液组成 塔顶出口汽相含水 V 0 %（质量） 尿素 V 0 x 06 水塔 操作压力 〜（绝） 八）、成品尿素 含氮量 g;%（质量） 3 V 0 x 06 操作温 95 05 含水量 %（ 质量） 四节 尿素生产原 （）、主要物 尿素装置所用主要原有液氨和二氧化碳。
．液氨 尿素装置所用液氨合成氨装置它以液体形式 进入界区其参数值 3 g;%（ ） l;%（ ） 油 %（ ） 温 35 压力〜（ ） 液氨由合成氨装置送至界区然通液氨滤器 路主线咼压氨泵升压出口（ ）咼压合成圈 另部分低压甲铵冷凝器主要是调节 3。
．二氧化碳 尿素装置所用二氧化碳合成氨装置它以气体 形式进入界区其参数 Q》％（ V V） 压力（ ） 温 35 二氧化碳靠身压力输送到界区往复式压缩机提 压以气体形式用咼压合成圈。
（二）、公用工程物 循环冷却水（ ）尿素装置所用循环冷却水是由尿 素循环水装置提供主要用换热器对系统物进行冷 凝冷却。
由水加有除垢剂、杀菌剂等所以不可饮用。
尿素装置蒸汽分类 缩二尿含量 %（ 质量） 粒（ ） 90％ （质量） 等级 压力 温 高压蒸汽。
5 压蒸汽。
75 低压蒸汽 L 5 3 3 装置空气（或工厂空气） （ ）即环境空气空压 加压到 6 6〜 7 供系统使用。
仪表空气（ ）是装置所有气动仪表调节阀及吹扫 式液位计所用动力其压力露 35 , 它是由合成氨 装置送。
5 5氮气（ b）用氨、甲铵系统管道及设备置换和 降温氨、甲铵系统管道及设备进行隔离检修或检修引 氨都必须进行氮气置换。
尿素装置所用氮气规格 g; 97 %（ V V） l; 3 3%（ V V） 压力（G G） 无油无尘。
三 装置设备介绍 节主要设备介绍 、概述 二氧化碳气提法高压系统有四台主要设备是生成甲 铵反应高压甲铵冷凝器；二是甲铵脱水生成尿素尿素合 成塔；三是与尿素合成塔相压力下气提回收反应二氧 化碳和氨汽提塔；四是回收尿素合成塔出气氧化碳和 氨高压洗涤器。
其它辅助设备有开工或事故情况下使用高压冲洗水 泵；分离低压蒸汽夹带冷凝液蒸汽汽包；供汽提塔壳侧 加热用高压蒸汽饱和器等。
由甲铵脱水反应速 不如二氧化碳和氨冷凝成甲铵那样快因了使尿素合 成进行完全接近平衡二氧化碳化率物合成塔 应有足够是（即反应要停留）。
所谓返混 低出尿素含量而且还会使反应速减慢降低化 率。
就是指以反应物与反应物相混合 返混不仅会降 （ ）、甲铵与尿素混合溶液高温高压下有极强腐 蚀性因设备必须要用耐腐蚀材制造。
（ 3 3）、设备万发生损坏要及发现。
部有根测量液位用 套管塔壁上有测量塔壁温用温计。
（ ）、筒体 筒体分、外两筒体。
外筒由直筒体与上、下封头 焊接而成。
直筒体使用多层钢板卷焊而成。
其材 6R （高强用钢）钢能承受高压；筒厚 8 毫米超低碳镍 铬钼钢焊接而成型 36L紧贴外筒壁上可以 高温高压条件下耐甲铵－尿素溶液腐蚀。
（ ）、筛板 物下而上顺次通 块筛板 防止了物 返混。
每块筛板开孔数目是不相这是由二氧化碳与氨 下而上流动不断发生冷凝气体量逐渐减少。
了保 持气体通筛孔速相等所以上部筛板开孔数目相 对要少些。
这样由筛板开孔率减每块筛板下 都有气相层使气体得以充分混合有利以反应进行。
液体则 沿着筛板与塔壁环隙流动。
这样 块筛板将合成塔 分 反应室 每都有相应温与二氧化碳 化率避免了相窜流。
(3 3)、仪表监控设备 了控制尿素合成塔液位配置了 液位计。
塔上部安装有线型 射(钻 60)保护套管。
生 产前将钻 60 元件装入套管由安装合成塔壁外 探头获得信传输到控制室进行监控。
操作温测量有 3 3 处⑴合成塔液体温热电偶装塔外出管上；⑵合 成气温测量 热电偶装出气管上； ⑶ 塔壁温。
开工 升温速率控制以塔壁准。
日常生产塔壁温也作 操作参考。
惰性气体出口 循环系统精馏塔 汽提塔作用是与尿素合成塔等压力下通入二 氧化碳加热合成反应液促使合成反应液甲铵 分并逐出游离氨和二氧化碳。
然将分二氧化碳和 氨连二氧化碳原气起返回高压甲铵冷凝器、尿素合成 塔。
汽提塔是直立管壳式换热器。
对该设备要是 （ ） 、塔气、液体进入传热管要有良分布能 获得较高汽提效。
（ ） 、二氧化碳气提合成反应液 溶液氨含量减少 防止设备被腐蚀气体它必须用相应耐腐蚀材制造。
合成反应液 V 6350 进入汽提塔安装上 花板上面液体分布器将液体匀分布到每根传热管。
二氧化碳气体 从塔底二氧化碳气体进口管进入塔气体分布管匀分 布到每根管与液体逆流接触产生汽提作用。
汽提气 体由气提塔顶出口引出倒入高压甲铵冷凝器气提液则 由塔底部液体出口 LV 6350 低压循环系统。
由管侧是高压 有腐蚀性介质其上、下封头上、下花板所用材质低碳 合金钢型 7 7 按高压设备要设计。
传热管材 特制 00r50 低碳镍铬钼不锈钢其有效长 6 米合成液进入传热管沿壁上而下形成层 液膜气液接触仅半分钟。
如管子长引起副反应 增加；管子短汽提效下降气提液氨含量增加。
（ ）、液体分布器 液体分布器是汽提塔重要部件根据汽提原理液 体必须管形成层液膜才能有高汽提效。
如分布 器分布液体不管流液体有多有少不仅是汽提效 下降也会影响含有防腐空气二氧化碳气匀通 造成设备腐蚀。
所以液体分布器是精心设计。
液体分布管有由钻有 3 孔分配头和升气管所组 成其数目与传热管相。
安装将尺寸合适聚 四氟乙烯填环套分配头然与传热管上口对压 紧使分配头与传热管接口不留孔隙。
填环作用就是 防止管 外合成液不分配头孔直接从接口处进入传 热管。
（ 3 3）、气体分布器 二氧化碳气体分布器是由喇叭形接管与挡板组成。
二氧 化碳气体从汽提塔底部进入通喇叭口从挡液板下放四 通道匀流出。
挡液板是通四块支撑板焊接喇叭口管 上它又能防止传热管液体落入进气管液体落挡 板上通装板上管流到塔底部使液体不会影响 气体匀分布。
（ ）、仪表监控 了调节塔底部液位汽提塔安装有 液位计。
有 根安装 液位计部件套管从塔底部伸入塔。
生产前将钻 60 线状部件装入管气提塔下部 外壁安装能接受钻 60 发生信探头。
当液位变化发 出信也随着变化将信传输给控制室 显示仪表 上。
气提塔温监控通常有两处测量元件热电偶安装 液体出口管和气提塔气体出口处温控制测量计对操作 更方便。
气提塔壳侧压力控制也很重要般通蒸汽压力 动调节器实施。
外还设有蒸汽流量记录以检汽提 效是否正常。
―g; 合成塔冷凝气体 合成塔液体 二氧化碳与氨生成甲铵反应是高压甲铵冷凝 器列管 进行。
它是直立管壳式换热器。
对设备基要是 ⑴气液要有很混合；⑵冷凝热要及移走；⑶设备腐蚀 要有较长使用期限；⑷检修方便。
由气提塔气体从高压甲铵冷凝器顶部管进入设备 与从高压喷射泵甲铵与液氨甲铵液与液氨上封 头相混合；借助分布器作用将混合物匀分布到 管束使二氧化碳与氨管进行反应。
冷凝放出热量 通传热管传给壳侧水。
水由锅炉给水进口进入加热 部分水气化汽、水由低压蒸汽和水混合物出口流出至低 压蒸汽包。
生成甲铵液从甲铵液出口出至合成塔冷 凝二氧化碳与氨以及随二氧化碳带入惰性气从 冷凝 气体出口引出至合成塔。
设备部有膨胀节作设备温 变化补偿。
壳体与传热管材质和尺寸 外壳耐压部分材质是型 K K 6 合金钢。
传 热管材质耐腐蚀超低碳镍铬钼不锈钢（型 36L ）。
防止上、下封头表面和上、下花板表面被腐蚀上面有 防腐堆焊层。
汽液分离器 汽液分离器是高压甲铵冷凝器重要部件安装花板 上面。
装卸方便该分布器分成三块。
折装分布板 部件可从人孔进出。
其主要部件是多孔板板上有 000 多直径 5 5 毫米孔。
还有 8 78 根径 0 50 毫米、高 50 毫米短管焊多孔板上短管匀分布。
生产分布板上须保持定高液位使液体能 匀地通孔进入上花板管束；二氧化碳与氨则通气体 分布短管匀进入管束达到汽液匀分布目。
3 3仪表监控设备 使操作人员了高压甲铵冷凝器二氧化碳与氨冷 凝情况液体出口尿素合成塔管道上装有温记录表。
由该温咼低可判断咼压系统 比是否正常围 高共沸右边冷凝温升高；表示 下降。
外 壳则温控制是由调节壳侧蒸汽压力达到。
压力愈 高温愈高。
蒸汽压力用安装出口管道上压力动调 节器调节。
高压调温水进口 高压调温水出口 高压洗循环管 高压喷射泵 》 高压洗涤器作用是洗涤合成气二氧化碳与氨然 将洗涤浓甲铵液高压喷射泵返 回到高压甲铵冷凝 器、合成塔。
对高压洗涤器基要是 （ ）有限地吸收合成气二氧化碳与氨使吸收 气体不形成爆炸性气体。
（ ）当万发生爆炸不损 坏高压筒体。
（3 3）充分利用反应热。
高压洗涤器是直立浸没式换热设备从结构上看可 分三部分即上部是防爆空部是鼓泡段下部是浸 没冷凝段。
壳体与冷却管 高压洗涤器上部、部、下部汽液混合部分高压 设备耐高压外筒体材质 B36 合金钢筒体 衬 L 36L 不锈钢。
下部冷却管材质也 36L。
仪表监控设备。
了控制冷凝吸收反应高压洗涤器浓甲铵液出口 管上安装有温记录仪高压调温水进、出口管上也装 有温记录仪。
从温差变化可了高压洗涤器反应情 况。
二、二氧化碳压缩机 二氧化碳压缩机沈阳汽体压缩机厂制造四列对称平 衡型型 0 866 BX 两台无备车 流量 900 进气压力 ( ) 出气压力 ( )电机功率 00K 压缩机型含义 0 86 6 \ \ \ BX 气缸列数 机型代 活塞推力吨 输气量 输出压力 该机属对程平衡型结构。
部机身 置曲轴根 它靠四主轴瓦支撑。
曲轴端步电机子相连另 端与盘车机构相配合。
机身下部油池。
四气缸分成四 列摆布曲轴两侧使主轴受力较衡。
主轴动通曲 柄连杆机构将旋运动变往复运动。
十头体滑 道回移动它端与连杆相连另端与活塞杆相连。
活塞杆推动活塞气缸压缩气体。
了保证运动部件润 滑设置了齿轮油泵、油冷却器润滑系统气缸及填润 滑还设有高压油系统。
它特是气缸水平布置分别曲轴两侧两主轴 承相对两列气缸曲轴错角 0 80。
电机子 接与主轴端。
优 惯性力可以完全平衡因机器数可以 提高使机器、电机和基础尺寸、 重量都能减。
相 对两列活塞力方向相反相抵消从而改善了主轴颈 受力情况减少了主轴颈与主轴承 磨损。
3 安装简 单。
二节装置各设备及基参数介绍 （）压缩系统 序 位 设备名称及规格（ ）（ ） 材质 6370 压 冷却器巾 800 X 0 6533 30 0R 设 设 700 操 操 890 换热管巾 9 X , 797 根L5000 换热面积3 30 6370 高压 加热器巾 50 X 0 6879 0lV 型换热管巾 9 X , 9 根L5660 换热面积609 6R 0G 设 设 30300 操 操 8000 3 63703 高压 冷却器巾 700 X 0 607 0lV 型换热管巾 9 X , 6 根L500 换热面积367 6R 0G 设 设 300 操 操 5550 6370 脱氢反应器巾 000 X 75 396 V 3 6R 「 触煤咼60, V 0 lV 设 6 设 70 操 操 0 5 6370 脱硫塔巾 600 X 0 350 V63 3 6R 脱硫剂氧化铁35 65（Kg （分两层装） 0 设 设 50 操 操 0 6 6370 脱硫水塔巾 800 X 36 V76 3 6R 水催化剂55 3 5500 Kg（分两层装） 0 设 设 50 操 操 90 7 6370 气液分离器巾 300 X 0, 60 , V396 3 30 「 设 设 70 操 操 0 力卩 50 丝除沫器 8 63703 液滴分离器巾 300 X 0 360 V396 3 6R 0 设 V 设 70 操 操 0 9 脱硫滤器巾 X , V 3 6R 0 0 6370 压缩机0866BX 排气量900 行程360 速333r 主机尺寸8000 X 7500 X 300 主机重5030Kg 电机尺寸3950 X 300 X 760 辅机重5367Kg 附件重957Kg 入 排气压力 排气温 5 吸入温 0 耗循环水量80