50kta尿素合成分离工段工艺初步(编辑修改稿)

50kta尿素合成分离工段工艺初步(编辑修改稿)内容摘要：

其他杂质 % 四川理工学院毕业设计 (论文 ) 第二章 物料衡算 5 第二章 物料衡算 物料 流程 简图 本次设计只做尿素合成分离工段的模拟设计 ,不计算循环以及蒸发造粒 工段 ,则物料 流程简图如下 : 图 21 物料流程简图 合成塔 反应框图及已知数据 查 氮肥工艺设计手册》 [1](尿素 )有 :产品中 含 N2量 :46%(折含尿素 %,其中不包括缩二脲含 N 量 ) 则 二段分解塔出口溶液中尿素的质量百分比 [1]为 : %%  一段分解塔出口溶液中尿素的质量百分比 [1]为 : %%  设一 、 二 段分解塔出口的尿素溶液量分别为 y ,x (104t)/a, 由尿素质量守恒有 : 对二段分解塔 : %% 4  x atx / 4 对一段分解塔 : %% 4  y atx / 4 查 [1]知 CO2转化率为 64%, NH3/CO2=, H2O/ CO2= 又 知需由合成塔生成的尿素量 为 : at /109 3 % 44  (忽略损失 ) 预混器 二段分解塔 一段分离器 尿素合成塔 NH3 CO2 去蒸发段 去低压吸收 去中压吸收 (注 :CO2中含循环水 ) 四川理工学院毕业设计 (论文 ) 第二章 物料衡算 6 故转化为尿素的 CO2的量为 : ak m olk m olkg at /4  则未转化为尿素的 CO2的量为 : ak m ol / 55  因此需进合成塔的 CO2的总量 为 : ak m ol /)( 55  NH3的进料量 为 : ak m o l /106 9 3 5 55  H2O 的量 为 : ak m o l /109 9 6 5 55  图 22 合成塔物料方框图 物料计算 计算基准 :5 万吨成品尿素 由上有 输入的 各组分 : atakgm CO / atakgm NH /3  atakgm OH / 则 输出的 各组分 : atakgm CO /39。 2  atakgm NH /39。 3  atakgm C ON HNH /39。 22  由质量守恒定律 : atm OH /)( 4439。 2  又 合成塔 里的 反应 为 : QNHCONHCONH  224232 QOHNHCONHCONH  222224 )( 那么 生成的甲铵量 atm / 455  消耗的液氨 量 atm / 475  则过量的氨 量 atm /)( 44  反 应 过 程 NH3 CO2 H2O NH2CONH2 单位 :105kmol/a NH3 CO2 H2O 四川理工学院毕业设计 (论文 ) 第二章 物料衡算 7 合成塔物料平衡 数据 表 表 21 合成塔的物料平衡表 输 入 输 出 组 分 104t/a 105kmol/a 组 分 104t/a 105kmol/a NH3 CO2 H2O NH3 CO2 H2O CO(NH2)2 总 计 总 计 （ 说明 :进出物料差 : ak mol /)( 55  ,为合成反应因生成尿素而减少的摩尔数 .） 因二氧化碳还以甲铵液形式出料则 合成塔输出物料还可表示为 : 单 位 :(104t/a) CO(NH2)2 : CO(NH2)2 : % CO2: 或 NH4COONH2: % NH3: 氨水 : % H2O: 其中 : NH3 H2O 总计 总计 一段分 离器 反应 框图 与已知数据 查 [1]知 一段分解塔出口溶液中各组分所占的百分数为 : CO2: NH3: H2O: CO(NH2)2: 图 23 一段分离器物料方框简图 一段分离器 A (104t)/a 溶液 CO2? NH3? H2O? 104 t/a 溶液 104 t/a 溶液 CO2? NH3? H2O? CO(NH2)2? 四川理工学院毕业设计 (论文 ) 第二章 物料衡算 8 物料计算 计算 基准 :5 万吨成品尿素 由质量守恒定律有 :A=() 104 = 104 t/a 一 段 分解塔出口溶液中各组分含量为 : ak m olatm NH / ak m olatm CO / ak m olatm OH / ak m o latm C ON HNH / 则 一 段 分塔出口气体中各组分含量为 : 由质量守恒有 : ak m olatm NH /)( 54439。 3  ak m o latm CO /)( 54439。 2  ak m olatm OH /)( 54439。 2  与 CO2形成甲铵消耗的液氨量 : atm /10 455  生成的甲铵量 : atm /10 45  溶于水的氨量 : atm /10 )( 44  一段分离器物料平衡数据表 表 22 一段分离器 物料平衡表 输 入 输 出 组 分 104t/a 105kmol/a 组 分 104t/a 105kmol/a NH3 CO2 H2O CO(NH2)2 一段分解出口气体 NH3 CO2 H2O 一段分解出口液体 NH3 CO2 H2O CO(NH2)2 总 计 总 计 一段分离器出口 液体物料组成还可表示如下 : 四川理工学院毕业设计 (论文 ) 第二章 物料衡算 9 单位 (104t/a) CO(NH2)2 : CO(NH2)2 : % CO2: 或 NH4COONH2: % NH3: 氨水 : % H2O: 其中 : NH3 H2O 总计 总计 二段分解塔 反应框图与已知数据 二段分解塔物料方框图 ,如图 24: 图 24 二段分解塔物料方框简图 查 [1]得 二段分解塔出口溶液中各组分的质量百分数为 : CO2: NH3: H2O: CO(NH2)2: 缩二脲 : 物料计算 计算 基准 :5 万吨成品尿素 二段分解塔出口液中各组分的质量为 : ak m olatm NH / ak m o latm CO /100 8  ak m olatm OH /ak m olatm C ON HNH / ak m olatm /100 2 缩二脲 则二 段 分塔出口气体中各组分质量为 : 由质量守恒有 : B(104t)/a溶液 CO2? NH3? H2O? 104 t/a 溶液 104 t/a 溶液 CO2? NH3? H2O? CO(NH2)2? 缩二脲 ? 二段分解塔 四川理工学院毕业设计 (论文 ) 第二章 物料衡算 10 ak m olatm NH /105 0 )0 5 8 ( 54439。 3  ak m olatm CO /105 2 )0 3 8 ( 54439。 2  ak m olatm OH /101 8 )9 6 5 ( 54439。 2  生成的甲铵量 : atm /100 6 9 45  消耗的液氨量 : atm /100 3 0 8 45  过量的液氨量 : atm /100 2 7 )0 3 0 5 8 ( 44  二段分解塔物料平衡数据表 表 23 二段分解塔物料平衡 表 输 入 输 出 组 分 104t/a 105kmol/a 组 分 104t/a 105kmol/a NH3 CO2 H2O CO(NH2)2 一段分解出口气体 NH3 CO2 H2O 一段分解出口液体 NH3 CO2 H2O CO(NH2)2 缩二脲 : 总 计 总 计。