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1、第一章1.1 简介用原料二氧化碳或氨气在合成压力下，将尿素熔融物气提，使其中的氨基甲酸镂分解,返回合成系统。如用氨进行汽提，称为氨汽提法。合成塔排出的合成反应液在合成压力和较高温度下，在汽提塔内与气提气逆流相遇，将氨和二氧化碳从尿液中分解出来，然后将气体导入高压甲镀冷凝器内，化合冷凝为甲镂液，放出热量用于副产蒸汽。动力消耗较低，经济效果明显。1.2 工艺的优缺陷长处高氨碳化，高转化率；由于合成塔采用高氨碳比操作，使合成塔中二氧化碳转化率提高，加上采用钛材的降膜式汽提塔，使汽提操作温度可以高达200oC在汽提塔内由于过剩氨0自汽提作用，使甲钱分解率提高，从而减少低压部分0负荷。采用甲钱喷射泵，使
2、合成高压设备水平布置。不仅节省了高框架，同步也以便了安装检修。热运用效率高，能耗低。操作弹性大，易于操作控制。由于合成采用高氨碳比，汽提塔采用钛管，使封塔时间可以较长，有助于装置的开停车操作，也减少了因排放所需0贮槽容积。爆炸危险小，由于使用钛材，加入0钝化空气少，防止了爆炸混合物0生成。原料器损失少。由于加入钝化空气量少，因此惰性气放空量少，原料损失少。缺陷占地面积相对较大，流程长，设备多，互相制约性强，控制点多，技术素质规定高等。1.3 基本原理使尿液中0甲钱按下述反应分解为N%和。2过程，反应方程如下：NHWOoNH液）=2NH3（气）+CO2（气）-Q（IT）此反应为可逆吸热，体积增大
3、的反应。我们只要提供热量，减少压力或者减少气相中N%与。2某一组分的分压，都可以使反应向右进行，以到达分解甲钱的目的。汽提法是在保持压力与合成塔相似B条件下，在供应热量的同步，采用减少气相中N”3和。2某一组分（或NH3与CO2都减少）B分压的措施来分解甲钱的过程。当温度为tC时，纯态甲铉日勺离解总压力与各组分（N%与Co2）的分解压的关系，按以上化学方程式可作如下表达：设总压为八，则从反应式中可以看到氨分解压力为2/3八，二氧化碳分压为1/3尸$,如反应式在温度为t时的平衡常数为K,则：K=（G）2M）V&（1-2）假如氨和二氧化碳之比不是2：1状态存在，在温度仍为tC时，它0总压为P,其各
4、组分时分压为：N/分压：总压X氨的分子分数=PXX耽CO2分压：总压X。2的分子分数=PXCO2XNHJXe,分别为气体中氨，二氧化碳的分子分数，这样反应式在温度为时的J平衡常数应为:K,=(PXXNH)2(PXg)=P3XXNH；Xm(13)温度相似，平衡常数相等，因此温度为时t时4,C(1-4)(1-5)(1-6)ps3=P3Xnh-XcoP=/053PSNXNH3*X8纯甲镂在某一固定温度下时离解压力为不变常数C,因此P=/O*CNXNH3%X82从此式可以看出，当Xg趋近于1时，则Xn%必趋近于0,NXNH:义Xco?就趋近于0,O53则/趋近于无穷大,即趋近于无限大，就是说甲铁液用C
5、O?通入，气相中几NXNH3*XCo2乎全为CO?时（Xg=I）,P趋近于无限大，即甲钱B离解压力近于无限大。我们懂得,假如在某温度下的离解压力不小于操作压力，甲筱就会分解，此即CO2汽提法分解甲钱B理论基础。当Xnh,趋近于1时，Xg趋近于。，同理P趋近于无限大，即当甲铉液用N&气体通入,气相几乎全为NH3时（XNM=1），同样甲镂离解压力近于无限大，操作压力不不小于离解压力，甲钱就得到分解，这就是氨汽提法分解甲钱0理论基础。斯那姆氨汽提尿素工艺是在与合成塔相似压力条件下，采用钛材的降膜式汽提塔，运用合成反应液中过剩的自气提作用，使甲钱得到分解，将溶液中的CO?气提出来。第二章集团年产20万
6、吨氨汽提尿素工艺流程简介2.1原料的供应本装置0两种原料均来自合成氨装置。液氨压力不低于2.2MPa,温度40,进入装置界区的液氨存贮在氨贮槽V105,打入高压系统。第一台是氨升压泵P105,出口压力2.2MPa0第二台是高压氨泵PlOl,深入加压到高压系统所需压力。高压液氨在氨预热器E107中预热至95C,同步回收了低压气体的冷凝热。预热后的高压液氨压力为21.9MPa.作为氨基甲酸镂喷射器LlOl的动力，将循环的氨基甲酸镂液一并带入尿素合成塔RlOl底部。从合成氨装置进入界区0二氧化碳气体，温度不高于40,压力为0.04MPa,经二氧化碳压缩机入口液滴分离罐VIIl分离清除雾滴后进入由蒸汽
7、透平驱动0双缸四段离心式二氧化碳压缩机KlO1,加压至15.9MPa段与段之间有中间冷却器，但末级出来的二氧化碳直接送入尿素合成塔Rl01。在二氧化碳压缩机入口分离器Vlll后0管线上，加入一定量的空气，以钝化高压系统不锈钢设备的表面，使其免受反应物和产物的腐蚀。2.2高压合成、汽提、回收系统尿素合成条件为：188C,15.6MPa,进料氨与二氧化碳0物质0量比是3.6,水与二氧化碳的物质0量比为0.67。尿素合成塔RlOl内发生如下的化学反应：2NHi+CO2=NH1COONH4+Q(2-1)NHWOONHA=Co(NHMHQ-Q(2-2)在此条件下反应在液相中进行，以原料二氧化碳运用率表达
8、的转化率约65%o为了回收未反应物，离开尿素合成塔的反应混合物流入与合成塔同压氨汽提塔ElOl。混合液向下流动时应受热而有氨气逸出，运用逸出的氨气作为汽提剂，又使二氧化碳逸出。由汽提塔ElOl出来的气体，与中压系统返回时碳镂液汇合，一并进入高压氨基甲酸铉冷凝器ElO4。在此几乎所有冷凝下来。其冷凝热用于副产0.35MPa的低压蒸汽。氨基甲酸镂冷凝器E104出来的混合物进入氨基甲酸铉分离器VlOl进行气液分离。液相称氨基甲酸镂液，经喷射器Llol返回合成塔。未冷凝的气体重要是惰气亦具有一定的氨气和二氧化碳。在压力控制下送往中压分离器ElOIAB0下部。高压系统的重要设备是合成塔RIo1,汽提塔E
9、loL氨基甲酸钱冷凝器E104和氨基甲铉酸分离器Vlo1。2.3中压分解回收系统离开汽提塔底部0尿液，虽己经汽提出相称数量0未反应物氨气和二氧化碳，但还需深入回收和提纯。本流程0回收提纯系统分三级，即中压L8MPa,真空0.035MPa,低压0.45MPa0离开汽提塔底部的尿液减压到1.7MPa,进入降膜式中压分解器E102,同步，高压系统的少许未冷凝气体也进入的E102A/B底部。中压分解器E102分两部分：尿液减压首先进入它的顶部分离器V102,将闪蒸出来的气体排走，然后液体流入位于其下的管束，即分解部分。使残留的氨基甲酸筱受热而继续分解。所需热量来自两部分：壳体上部（ElO2A）是0.4
10、7MPa,160的蒸气；壳体下部（E102B）来自汽提塔壳侧的2.2MPa蒸汽冷凝液，并补充有一定数量同压蒸汽，以满足热量的规定。离开中压分解器E1020液体送入低压系统。离开中压分解器顶部分离器V1020气体与来自低压系统0碳镀液汇合，然后送往真空预浓缩器El13日勺管间部分，在此进行气体日勺吸取，而放出时吸取热和冷凝热用来蒸发尿液。离开真空预浓缩器E113管间部分的气液混合物，送入中压冷凝器E106深入冷却。此时放出的热量已无法运用，被冷却水带走。离开中压冷凝器E1O60气液混合物进入中压吸取塔ClO1。塔0下部是鼓泡段，在此用碳钺液循环吸取。未被吸取的气体继续上升到精微段，与喷淋下来的回
11、流液氨和氨水相遇，气体中的二氧化碳几乎所有被吸取下来。塔顶得到纯的气氨，但包括进入系统得惰气和少许的二氧化碳。塔底溶液经P102升压，再经高压预热器E105预热，送往高压系统。中压吸取塔顶部出来的气氨和惰气进入氨冷凝器E109并进入液氨贮槽V105o液氨用氨升压泵P105打回中压吸取塔CIO1,作为回流。前已指出，来自合成氨装置0原料氨液是存贮在氨贮槽V105中0,但它先进入氨贮槽上方0氨回收塔C105,从塔顶喷淋下来，与氨贮槽排出0气体接触，然后进入氨贮槽。泵P105打出来的液氨除一部分作为中压吸取塔CI（H回流外，尚有一部分经高压泵送入高压系统。液氨贮槽V105中的气体，除惰气外尚有一部分
12、气氨，它从C105顶部排出，送入中压降膜惰气吸取塔EIIl和其尚存的惰气洗涤塔C103。蒸汽冷凝液从C103顶部喷下以吸取气氨，接着又流入EIIlrJ管束，以降膜形式吸取气氨。EIII为一换热器，用冷却水把吸取热带走。从洗涤塔顶部排出的气体经压力控制器排放到烟囱，一般已基本不含氨。ElII底部的氨水用泵P107回到吸取塔Clo1。2.4低压分解回收及真空预浓缩系统离开中压分解器E102底部0溶液，再次减压到0.35MPa,并进入降膜式低压分解器E103o上方是顶部分离器V103,释放出来日勺闪蒸气在此排出，液体流到下方分解部分的管束中，深入受热分解，所需热量由管间0.35MPa的饱和蒸汽提供。
13、离开分解器V103的气体与来自解吸塔C102的气体汇合,通过冷凝和吸取的措施回收。首先是在氨预热器E107换热，然后是在低压冷凝器E108受到冷却和冷凝。气液混合物送到碳铉液贮槽V106,气体由此进入位于V106上方的低压惰气洗涤塔C104,用蒸汽冷凝液清洗，经压力控制器排入烟囱VII3。此惰气实际上不含氨。清洗液流入贮槽V106。贮槽V106中0碳铉液用中压碳铁泵P103抽出，一部分送回中压系统，另一部分送往工艺冷凝液处理系统。第三级分解回收是在真空下进行的,低压分解器E103底部出来的溶液减压到0.35MPa,并进入降膜式真空预浓缩器EII3。释放出来的闪蒸气体先在顶部分离器V104排出，
14、液体则进入下部分解部分0管束，深入受热分解。所需热量来自分解器E1O20气体0冷凝和吸取供应。由V104出来0气体送往真空系统进行冷凝回收，El13流下0溶液搜集于底部液位罐Ll04,已是含量为85%（质量）的纯净尿液，经泵送往浓缩系统。2.5真空浓缩（蒸发）与造粒来自P1O6含量约为85%0尿素溶液送至一段真空浓缩器E114,其尿液被浓缩至94.97%（质量）。由El14出来的气液混合物进入汽液混合物进入气液分离器V107,其中的蒸汽被一段真空系统L105抽走。而液体则进入二段真空浓缩器EII5。尿液被浓缩至99.75%（质量）的熔融尿素。由二段真空分离器V108分离下来的熔融尿素被熔融尿素
15、泵P108加压送至造粒塔顶日勺造粒喷头L109o由此旋转喷头将熔融尿素沿造粒塔截面喷洒成小液滴下落和上升0冷空气逆流接触，被冷却固化成颗粒尿素。真空系统所需喷射蒸汽及一二段真空浓缩器所需热量，由副产B低压蒸汽供应。真空预浓缩器和一二段真空浓缩器日勺气体经各自B分离器（VlO4、V107V108）后送至一二段真空系统（L105/L106）在表面冷凝器内冷凝成工艺冷凝液,汇集在工艺冷凝液贮槽T102,以备送至解吸水解系统。尿素造粒塔为自然通风，以节省电耗和减少尿素粉尘对厂区周围环境的污染。落在造粒塔底部的颗粒状尿素经旋转刮料机HlO1,送到皮带运送机Hlo2。由此再送往自动称量机WTO9616,然
16、后进入仓库。第三章尿素合成塔设计3.1论述所研究对象尿素合成塔由于考虑到反应物料具有较强0腐蚀性。尿素合成塔B材质必须具有优良B耐腐蚀性能，选择尿素及361L不锈钢作为尿素合成塔的衬里。并在操作中加入少许B空气，使之能在不锈钢衬里表面上形成“钝化膜”防止腐蚀，尿素合成反应是在液相中分两步进行的。第一步氨基甲酸铉的生成反应为瞬间反应，但氨基甲酸铉脱水生成尿素的反应需要时间较短。因此，合成塔要有足够的容积以保证一定的停留时间。合成塔的容积很大，物料从塔底部进入塔顶部溢流管流出。即尿素B浓度自下而上增长，对应地，物料密度亦自下而上逐渐增高。这就使合成塔上部B尿素含量较多日勺物料易与底部尿素含量较低，
17、氨含量高的物料混合，这种现象就叫做“返混”。返混的成果，不仅减少了出口尿液中0尿素含量，并且由于顶部0生成物尿素返回底部，使反应速度减慢,直接影响转化率且使合成塔的生产强度下降。防止返混是提高转化率和生产强度0一种重要原因，大直径反应器合成塔中，一般都是采用加筛板间隔0措施来防止返混。斯那姆尿素合成塔就是这种形式0反应器。考虑到筛板在制造、安装及合成塔内壁检修上的以便，每一块筛板都是拼接而成用螺栓联接起来。这种构造保证了筛板可以从人孔盖中拆卸。筛板与筒体的联接，采用了可拆螺栓筛板固定于316L不锈钢制支架上，支架直接焊于反应器内的筒衬里上，所形成的筛板与筒壁之间的环隙，是液体物料往上流动的通路
18、。筛板安装时要注意沿圆周方向应均匀，以免液体偏流形成死角，导致缺氧而导致局部腐蚀。筛板下面有个裙座，气液混合物料进入筛板下部后，气体从气液混合物中逸出，在筛板0下面形成一气相层，筛板0裙座就是要满足此气相层高度0规定，以保证气体能从筛孔中通过上升，而液体则通过筛板与筒壁0环隙上升。正是由于筛板0开孔率很小，使能在每一块筛板下面形成一气相层。仿佛把合成塔分隔成为13个串联的小室。由于气体通过筛板小孔时的速度较大，使得每一种小室中的物料互相混合得很剧烈，浓度及似于相似。而上边每一种小室的生成物浓度总比下边的一种小室的生成物浓度高。就保证了合成塔操作的技术经济性。3.2塔径日勺工艺尺寸计算气相平均密
19、度为=1.977Zg/液相平均密度=656小/加物系表面张力aL=19.75W/m气相流量匕=2.57,/s液相流量LS=O0158M7s由K=CJy曳式中的。由式C=C2。急产计算，其中的GO由史密斯关联图查取，图的横坐标为0.0158z 656()-2.57 1.977= 0.112(3-1)取板间距H=0.4()/,板上液层高度Hl=0.06m则= 0.068x18.19 = 1.237机/$(3-2)(3-3)(3-4)(3-5)(3-6)(3-7)(3-8)(3-9)(3-10)Ht-Hl=0.4()-0.06=0.34m查史密斯关联图，得。20=0,咐取安全系数为0.7,则空塔气速
20、为u=0.7wm.x=0.71.237=0.8569w/5IHUA4VsI42.57-1CZlzID=J=J=1.944muV3.140.8659按原则塔径圆整后为D=2.Om塔截面积为A7=D2=X22=3.14?/$44实际空塔气速为U=Ik=过=o.818msAr3.143.3塔板数从有关工具书中查得二氧化碳相对挥发度=1.794,故10.98)厂002Nmjn+1=8+1=10.635IgaNnIm=9.635取10R=，也_吐马=塑7%X(I-。.98)=2.256nnna-xfl-xf1.794-10.021-0.537R=1.2=1.2X2.354=2.97R-Rmin2.97-
21、2.2561+7?1+2.97=0.1593(3-11)查吉利兰图得叱%=Z=O.45N+2N+2N=19.81(3-12)塔板效率取0.45,实际板数为N_20045045=44.4(3-13)实际板数应为453.4塔高(3-14)Z=伫JV=(总-I)Xo.45=2OmEt10,45)3.5塔板重要工艺尺寸计算3.5.1溢流装置计算因塔径D=2.0m0可选用单溢流弓形降液管采用凹形受液盘。(1)堰长取lw=0.66D=0.662.0=1.32w(2)溢流堰高度W选用平直堰，堰上液层高度生W%w二黑七(3近似取E=L则1UUUIIi/*嗡哈74/-E(i)3=0.035m1000Iw(3-1
22、5)取板上清液层高度H1=60加hw=hl-how0.060.035=0.025m(3)弓形降液管宽度也和截面积为(3-16)由金二0.66D查弓形降液管的参数图，得土=0.0722,丝二0.124ArD故Af=0.07223.14=0.227m(3-17)Wd=0.124D=0.1242.0=0.248tn(3-18)由。二3600A%验算液体在降液管中停留时间Lh3600号“7_3600x0.227X040Lh56.88=5.75s5s故降液管设计合理。(4)降液管底隙高度%h0=hw0.006=0.00250.006=0.019w0.006w故降液管底隙高度设计合理。因此，选用凹形受液盘
23、。(3-19)3.5.2塔板布置(1)塔板的分块因D2800mm,故塔板采用分块式查表3-1得，塔板分为5块。Table3-1Trayafewblock塔径，mm8001200140016001800202322002400塔板分块数3456（2）边缘区宽度确定取WS=0.065m,WC=35m（3）开孔区面积计算开孔区面积4按式4二2(xr2-x2+WSinT与计算180rx=y-(IVj-Ws)=1-0.248-0.065=0.687mr=-W=i-Q.035=0.965m2故Aa=2(0.6870.6778+0.93120.7922)=2.41m2（4）筛孔计算及排列所处理的物系无腐蚀性
24、，可选用S=3m碳钢板。取筛孔直径4,二5Inln。筛孔按正三角排列，取孔中心距为t=3d=3x5=15mm筛孔数目为归竽=端尹力371个开孔率为(3-20)=0.907(4)2=907(5)2=10.1%t0.015气体通过阀孔B气速为2.570.1012.41=10.56ms(3-21)3.6筛孔的流体力学验算3.6.1塔板压降(1)干板阻力儿计算干板阻力儿由式儿=0.051(%)2()计算出由4=2=1.67,查干筛孔的流量系数图，得C广0.72o3故也=0.051(区)2苫)=oo51(标汽署尸。.0288m液柱(2)气体通过液层的阻力用计算气体通过液层0阻力A1由式Z=phL计算，其
25、中为充气系数=当=(U)O./SaA-Af3.14-0.227I气相动能因子工=/向=0.005l.977=0.0072(s.fni)(3-22)查充气系数关联图，得夕=0.99故4=为=0(hv+how)=0.99X0.06-0.0594m液柱(3)液体表面张力的阻力%计算液体表面张力所产生0阻力%由式儿计算4t419.750.001、宏士十h=0.0025m液柱eigd06569.8Ix0.005(3-23)气体通过每层塔板的液柱高度hhp=hc+%+h=Q.0288+0.0594+0.0025=0.0907m液柱(3-24)气体通过每层塔板的压降APP(3-25)Pp=hpelg=9.8
26、10.0907656=583Pa3.6.2液面落差对于筛板塔液面落差很小，此塔的塔径和液流量均不大。故可忽视液面落差的影响。3.6.3液沫夹带液沫夹带量由式/=5710(/2计算OLHhfhf=2.5hl=2.50.06=0.15m(3-26)故=1.0610-9kg液kg气VO.Ikg液kg气19.75100.40-0.15故在本设计中液沫夹带量pv在容许范围内。3.6.4漏液对于筛板塔漏液点气速,min=44co(0.56+0.13hL-h)eL/ev=4.40.772(0.56+0.13-0.25)656/1.977=6.460ms实际孔速。=10.56w/5Momin稳定系数K=J=U
27、受=1.631.56.460故在本设计中无明显漏液。3.6.5液泛为了防止塔内发生液泛，降液管内液层高Hd应服从Hd(H+hw)(3-27)取二0.5,则叭H+hw)=0.5(0.40+0,025)=0.2125m而Hd=hp+hl+hd板上不设进口堰3,=0.153(工匚)2=0.061用液柱IwhOHd=hp+%+么=0.0907+0.06+0.061=0.2117m液柱Hd(H+hw)故在本设计中不会发生液泛现象。3.7塔板负荷性能图3.7.1漏液线由UoJIin=4.4qJ(0.0056+0.13%-h)e./V5,min%.=%v+力。Whow=E()1000Iw得匕Mn=4.4c,
28、4j0三6+0j3&+篇。/%=0.8268Vl.029+1.078+23.98炉整顿得vs.min=O.82681.029+1.078+23.98炉在操作范围内，任取几种人值依上式计算出匕值。表3-2计算成果Table3-2ResultsLsm3s0.0060.00150.00300.0045Vsm3s1.2481.2861.3341.373由上表数据，即可作出漏液线。3.7.2液沫夹带线以PV=O.Ikg液kg气为限,求VS-LS关系如下:Pv5.7x10-6(%产LH-hfhf=2.5l=2.5(%+%W)hw=0.025=x1x(3)Lo.556MVs ua =Af/匕3.14-0.2
29、27= 0.3208%100O1.32S22故为=2.5%=2.5(0.025+0.556J)=0.0625+1.39LJH-hf=0.3375-1.39LJ_5.7l04/2_5.7x10-60.3208匕产？=。V外Hf19.75XIO-30.3375-139l32整顿得匕=6.54-26.94Ls3在操作范围内，任取几种%值，依上式计算出匕值。表3-3计算成果Table3-3ResultsLsm3s0.00060.00150.00300.0045Vsm3s6.356.185.985.81由上表数据，即可作出液沫夹带线。3.7.3液相负荷下限线对于平直堰，取堰上液层高度%W=0006,“作
30、为最小液体负荷原则。,_2.843600low-E()-0556Ls3-0.006取E=I,则7f0.00610001.32八.3z1.Smin=()2=0.0011m/sSmm2.843600据此，可作出与气体流量无关0垂直液相负荷下限线。3.7.4液相负荷上限线U以9=早上=4作为液体在降液管中的停留时间的下限。1.SAfH0.2270.40八MCr3，故LS=-=0.0227w3/544据此，可作出与气体流量无关的垂直液相负荷上限线。3.7.5液泛线令Hd=妣H+hw)由Hd=既十九L+，hp=hc+hx+h,hf=phL,hL=hw+how联乂得H+(-l)Aw=(+DhOW+瓦+砥+
31、%忽视,将力OW与LS,均与&，4与VS的关系式代入上式，并整顿得222aVs=b-cLs-dLsi式黑b=H+(-)hw0.153一(/也)2d=2.84KT?E(I+(2)3将有关的数据代入，得0.0511.977a=7(0.101 2.41 X 0.772 )2 656)=0.043b = 0.5 0.40 + (0.5 - 0.99-1) 0.025 = 0.2 - 0.037 = 0.163C =_r = 243.2(1.32 0.019 )2d = 2.84 103(l + 0X-)i =Llo6._2故匕2 = 3.79 - 5656 Ls2 -25.72Ls7在操作范围内，任取
32、几种LS值，依上式计算出匕值。表3-4计算成果Table3-4 ResultsVs m7s3. 6053. 4413. 2052. 975由上表数据即可作出液泛线。根据以上各线方程，可作出筛板塔的负荷性能图。可得出该筛板塔的操作上限为液沫夹带控制，下限为漏液控制。查得故操作弹性为匕aVs.minVsmaX=3.68w3Is=2,0331.81表3-5筛板塔设计Table3-5Designresults匕,min=L8而/S计算成果ofsievetower序号项目数值1塔径，m22板间距，m0.43溢流形式单溢流4降液管形式弓形5堰长，m1.326堰高，m0.0257板上液层高度，m0.068堰
33、上液层高度，m0.0359降液管底隙高度，m0.01910安定区宽度，m0.06511边缘区宽度，m0.03512开孔区面积，m2.4113筛孔直径，m0.00514筛孔数目，m1237115孔中心距，m0.01516开孔率，%10.117孔塔气速，m/s0.81818筛孔气速，m/s10.5619稳定系数K1.6320每层塔板压降，Pa58321负荷上限液沫夹带控制22负荷下限漏液控制23气相负荷上限3.6824气相负荷下限1.8125操作弹性2.0333.8对尿素合成塔进行物料衡算以尿素合成塔RIOl出口生成100okg尿素为基准。表3-6厂某日取样分析数据:Table3-6Theplan
34、tonasampleanalysisofdata构成%(mm)流股NH335.17CO215.17Ur31.03H2O18.63这样流股流量二幽=3222ZgT0.3103流股各组分量为NH3：3222x0.3517=1133Zg=66.65%g/CO2:3222X0.1517=489=11.1Ikmolur:100oZg=I6.67痴RH2O:3222x0.1863=6OOzg=33.33Z三/根据尿素合成塔RlOI出口各物料量，可求得进塔各量。因2%+。2=(NH2)2Co+H8生成U,.量为16.67AmH因此反应掉N/ 33.34%?H反应掉。2： 16.67 kmol反应掉 以2。：
35、 16.67 AjxH故进料各组分量为:NH3Z66.65 + 33.34 = 99.99kmol= 1700ZgCo 2：11.11 + 16.67 = 27.ISkmol= 1222kgH2O:33.33-16.67 = 16.66kmol= 300Ag也= 3.68、27.78H,0 16.66 =O.oCO、 27.78XCa =垂矗=黑XWO% = 60%由于在尿素合成塔RlOl内生成的尿素有一少部分夹带在真空分离器中，后进入水解器R102水解成Nd和CO?,再返回尿素合成塔RIo1。据经验假设每吨尿素有5口水解,那么流股Co2：（10北一5144=730Zg流股二入塔量-流股BPN
36、Hi：1700-0=1700CO2:1222-730=492”2O：300O=3OOzgTable3-7Materialbalanceofureareactor流股号状态NH3CO2UrH2O合计气730730液17004923002492液113348910006003222第四章选型根据尿素合成条件：188C,156MP,计算出的进料氨与二氧化碳B物质B量比是3.6,水与二氧化碳B物质的量比是0.6,二氧化碳B流量为2.57w3/5,液氨B流量为0.0158w35o塔径D=2.0m,堰长4=1.32加，塔高为20m,实际板数为45块，板间距为0.40m,溢流形式为单溢流，降液管形式为弓形，
37、堰高为0.025根,板上液层高度0.06。降液管底隙高度为0.019m,安定区宽度为0.065m,边缘区宽度为0.035加，开孔区面积为2.41m,筛孔直径为0.005m,筛孔数目为12371个，孔中心距为0.015m，开孔率为10.1%,空塔气速为0.818ms,筛空气速为10.56m/$,稳定系数K为1.63,每层塔板压降为583Pj。根据以上设计成果进行选型，同步绘出对应的尿素合成塔简图。本设计通过度析氨汽提尿素工艺，论述氨汽提尿素工艺流程，并对氨汽提尿素工艺合成塔进行合理设计。包括液沫夹带量外和降液管底隙高度都在容许范围内，溢流装置计算可选用单溢流弓形降液管，本设计中无明显漏液也不会发生液泛现象，验算液体在降液管中停留时间也符合规定，故降液管设计合理。因此，尿素合成塔能顺利正常运行的。尿素合成塔属于板式塔中的筛板塔，过去由于筛板的性能研究不充足，故未得到普遍应用【。后来，对筛板塔日勺构造、性能作了充足0研究，认识到，只要设计合理，操作对的，同样可获得满意的塔板效率，此后，筛板塔0应用日趋广泛。该设计过程中由于数据的误差，导致与实际数值有所偏高。
