年產(chǎn)400萬噸尿素可行性研究報告(終版)

4000kt4000kt/a尿素項目—項目可行性報告~~400萬噸/年尿素項目可行性報告目錄第一章總論 31.1設(shè)計依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn) 31.1.1設(shè)計依據(jù) 31.1.2設(shè)計原則 31.2項目概述 41.2.1項目名稱 41.2.2項目背景 41.2.3項目簡介 4第二章產(chǎn)品及市場分析 52.1尿素的物理化學(xué)性質(zhì)及用途 52.1.1尿素的物理性質(zhì) 52.1.2尿素的化學(xué)性質(zhì) 62.1.3尿素的用途 62.2尿素市場分析 7第三章產(chǎn)品方案及產(chǎn)品規(guī)模 73.1產(chǎn)品方案 73.2產(chǎn)品規(guī)模 83.3主要原料規(guī)格及消耗 8第四章工藝技術(shù)方案論證 84.1概述 84.2工藝原料資源可行性 94.3尿素生產(chǎn)方法簡介 94.3.1傳統(tǒng)水溶液全循環(huán)法工藝 94.3.2二氧化碳汽提工藝 104.3.3氨汽提工藝 114.4工藝方法比較和確定 114.5工藝流程闡述 124.5.1原料液氨和氣體二氧化碳的壓縮 124.5.2合成和汽提 134.5.3循環(huán) 144.5.4尿液蒸發(fā)與造粒 144.5.5解吸 15第五章廠址選擇 155.1選址依據(jù) 155.2選址原則 155.3廠址概況 15第六章項目總結(jié) 16第一章總論1.1設(shè)計依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)1.1.1設(shè)計依據(jù)（1）《化工工藝設(shè)計手冊（第四版）》（2）化工設(shè)計相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)；（3）國家經(jīng)濟(jì)、建筑、環(huán)保等相關(guān)政策；（4）本項目可行性報告。1.1.2設(shè)計原則（1）設(shè)計要做到切合實際，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全適用；（2）所選擇的設(shè)備和材料必須可靠，且盡可能國產(chǎn)化，并注意解決好超限設(shè)備的制造和運輸問題；（3）充分依托現(xiàn)有社會公共設(shè)施，以降低投資，加快項目建設(shè)進(jìn)度，采取切實可行的措施節(jié)約用水；（4）貫徹主體工程與環(huán)境保護(hù)、勞動安全和工業(yè)衛(wèi)生、消防同時設(shè)計、同時建設(shè)、同時投產(chǎn)；（5）消防、衛(wèi)生及安全設(shè)施的設(shè)置必須貫徹國家關(guān)于環(huán)境保護(hù)、勞動安全的法規(guī)和要求，符合石油化工行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；（6）所選擇的產(chǎn)品方案和技術(shù)方案應(yīng)是優(yōu)化的方案，以最大程度減少投資，提高項目經(jīng)濟(jì)效益和抗風(fēng)險能力。科學(xué)論證項目的技術(shù)可靠性、項目的經(jīng)濟(jì)性，實事求是地做出研究結(jié)論。1.2項目概述1.2.1項目名稱年產(chǎn)400萬噸尿素生產(chǎn)項目1.2.2項目背景尿素是人工合成的第一個有機(jī)物，廣泛存在與自然界中。尿素是有機(jī)態(tài)氮肥，經(jīng)過土壤中的脲酶作用，水解成碳銨或碳酸氫銨后，才能被作物吸收利用。因此，尿素要在作物的需肥期前4—8天施用，尿素是一種常用的速效氮肥，但它除作追肥以外，還有其它多種用途：（1）調(diào)節(jié)花量（2）蔬菜瓜果（3）水稻種植（4）防治害蟲等。尿素產(chǎn)量約占我國目前氮肥總產(chǎn)量的40%，是僅次于碳銨的主要氮肥品種之一。尿素與其它氮肥相比，尿素含氮量（46%）是柜體氮肥中含氮最高的。且具有肥效高，不易吸潮結(jié)塊，便于儲存，運輸?shù)葍?yōu)點。1.2.3項目簡介CO2汽提尿素工藝高壓圈包括尿素合成塔汽提塔甲銨冷凝器高壓洗滌器和高壓噴射器高壓液氨作為甲銨噴射器的驅(qū)動流體將甲銨液增壓返回合成塔CO2氣經(jīng)CO2壓縮機(jī)增壓進(jìn)入汽提塔汽提塔出口液相送入低壓分解系統(tǒng)汽提塔出口的汽提氣和甲銨噴射器來的甲銨液一起進(jìn)入甲銨冷凝器甲銨冷凝器由氣液２根管道分別將氣體液體送入尿素合成塔合成塔中的尿液自流到汽提塔合成塔氣相出口送入高壓洗滌器高壓洗滌器出口的氣體含少量的氨和CO2送入低壓吸收塔用工藝?yán)淠杭罢羝淠何瘴蘸蟮奈矚馀湃氪髿庵泻蠊ば騼H設(shè)置了低壓分解吸收系統(tǒng)真空蒸發(fā)系統(tǒng)包括了２段真空蒸發(fā)和冷凝系統(tǒng)并設(shè)置了工藝?yán)淠禾幚砉ば蛘婵照舭l(fā)后的尿液送入最終造粒工序工藝流程見圖1-1：圖1-1工藝物料集成圖第二章產(chǎn)品及市場分析2.1尿素的物理化學(xué)性質(zhì)及用途2.1.1尿素的物理性質(zhì)尿素的化學(xué)名稱為碳酰二胺，分子式為CO(NH2)2，分子量為60.06，含氮量為46.65%。純尿素為無色、無味、無臭的針狀或棱柱狀結(jié)晶體。工業(yè)尿素因含有雜質(zhì)而呈白色或淺黃色，工業(yè)或農(nóng)業(yè)品為白色略帶微紅色固體顆粒。密度1.335g/cm3。熔點132.7℃。超過熔點則分解。尿素較易吸濕，貯存要注意防潮。尿素易溶于水和液氨，其溶解度隨溫度升高而增大。2.1.2尿素的化學(xué)性質(zhì)尿素呈微堿性，可與酸作用生成鹽。但尿素不能使一般指示劑變色。在酸性或中性溶液中尿素有水解作用，但在60℃以下，尿素不發(fā)生水解作用。隨著溫度的升高，水解速度加快，水解程度也增大。尿素在高溫下可進(jìn)行縮合反應(yīng)，生成縮二脲、縮三脲和三聚氰酸。在氨水等堿性催化劑作用下能與甲醛反應(yīng)，縮聚成脲醛樹脂。2.1.3尿素的用途尿素的主要用途：作化肥用、作飼料用、其它工業(yè)用。2.1.3.1作化肥用尿素是一種高濃度氮肥，屬中性速效肥料，也可用來生產(chǎn)多種復(fù)合肥料。在土壤中不殘留任何有害物質(zhì)，長期施用沒有不良影響，但在造粒中溫度過高會產(chǎn)生少量縮二脲，又稱雙縮脲，對作物有抑制作用。我國規(guī)定肥料用尿素縮二脲含量應(yīng)小于0.5%?？s二脲含量超過1%時，不能做種肥，苗肥和葉面肥，其他施用期的尿素含量也不宜過多或過于集中。尿素是有機(jī)態(tài)氮肥，經(jīng)過土壤中的脲酶作用，水解成碳酸銨或碳酸氫銨后，才能被作物吸收利用。因此，尿素要在作物的需肥期前4~8天施用。尿素是目前使用的含氮量最高的化肥。尿素屬中性速效肥料，長期施用不會使土壤發(fā)生板結(jié)。其分解釋放出的CO2也可被作物吸收，促進(jìn)植物的光合作用。在土壤中，尿素能增進(jìn)磷、鉀、鎂和鈣的有效性，且施入土壤后無殘存廢物。2.1.3.2作飼料用尿素中氮雖不是蛋白質(zhì)形態(tài)的，但和碳水化合物一起經(jīng)過胃液長時間作用，可以造成蛋白質(zhì)形態(tài)氮，故可以作為反雛動物的飼料。2.1.3.3其它工業(yè)用目前，據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界尿素作工業(yè)原料在總產(chǎn)量中占很大比重。主要有脲醛樹脂、塑料、油漆、和膠黏劑，尿素的縮合物三聚氰胺是一種較好的涂料。尿素還可以用作巴比妥、潔齒劑和利尿劑等藥物的原料。此外，尿素可以用作石油精制劑、纖維軟化劑、炸藥穩(wěn)定劑等。2.2尿素市場分析由于受惠于國家繼續(xù)支持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展政策的影響下，農(nóng)民種糧的積極性不斷高漲，購買尿素的需要也在不斷高漲。據(jù)農(nóng)業(yè)部門的統(tǒng)計，1980年至今，農(nóng)業(yè)中化肥的消費量一直在增長，且以保持了二十五年的持續(xù)增長，遞增率為7.3%。1980年，尿素的總消費量為1176萬噸，到了2004年，尿素的總消費量上升為2689萬噸。而2004年尿素的總產(chǎn)量才1923.5萬噸。據(jù)農(nóng)業(yè)部門預(yù)測，化肥需求量還會繼續(xù)增長。2010年尿素的需求量增長量為339萬噸。而且根據(jù)權(quán)威部門預(yù)計，到2030年，我國人口將達(dá)到16億，人均糧食按400公斤計算，糧食的產(chǎn)量就應(yīng)為6.4億噸。要達(dá)到此目標(biāo)，單靠提高播種面積是不現(xiàn)實的，則化肥尤其是尿素的需求是巨大的，也就迫使我們必須依靠尿素的產(chǎn)量來達(dá)到此目標(biāo)，因此可以預(yù)測尿素暫時在國內(nèi)有著良好的市場前景。第三章產(chǎn)品方案及產(chǎn)品規(guī)模3.1產(chǎn)品方案本項目的產(chǎn)品方案以國家的行業(yè)政策和行業(yè)的發(fā)展規(guī)劃為依據(jù)進(jìn)行確定，并充分考慮國內(nèi)國際的市場前景和市場容量。產(chǎn)品的數(shù)量、規(guī)格和國家標(biāo)準(zhǔn)如下：（1）尿素的數(shù)量、規(guī)格和國家標(biāo)準(zhǔn)本項目的產(chǎn)品為尿素，年產(chǎn)量400萬噸，含量98.5%，屬于優(yōu)等品。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：尿素執(zhí)行中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《尿素》（GB2440——2001）如表1.1所示。表2.1中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《尿素》（GB2440——2001）指標(biāo)名稱農(nóng)業(yè)用優(yōu)等品一等品合格品總氮（N）含量（以干基計）%≤46.446.246.0縮二脲含量%≤0.91.01.5水（H2O）分≤0.40.51.03.2產(chǎn)品規(guī)模表2.2產(chǎn)品規(guī)模產(chǎn)品名稱數(shù)量純度尿素400萬噸/年≥98.5%3.3主要原料規(guī)格及消耗本項目主要原料為四川瀘天化公司的液氨和二氧化碳?xì)怏w，其年消耗量如下表所示：表2.3主要物料消耗量名稱數(shù)量純度液氨226.4萬噸/年≥99.5%CO2306.0萬噸/年≥98.5%第四章工藝技術(shù)方案論證4.1概述本項目為年產(chǎn)400萬噸尿素生產(chǎn)項目，建廠地址在四川瀘天化股份有限公司。本項目選擇CO2汽提工藝裝置，采用荷蘭Stamicarbon公司發(fā)明的Stamicarbon二氧化碳汽提技術(shù)。此法現(xiàn)已成為世界上建廠最多、生產(chǎn)能力最大的生產(chǎn)方法。常見的尿素生產(chǎn)工藝有傳統(tǒng)水溶液全循環(huán)法、荷蘭斯塔米卡邦CO2汽提法、意大利斯納姆普羅蓋蒂氨汽提法、日本改良C法和ACES法等。隨著工農(nóng)業(yè)的高度發(fā)展，世界各國對尿素的需求量會逐步增大，由此帶來的能源利用與環(huán)境保護(hù)問題也相應(yīng)增加。目前，我國能源工業(yè)面臨著經(jīng)濟(jì)增長、環(huán)境保護(hù)和社會發(fā)展的巨大壓力，因此，尿素合成工藝節(jié)能新技術(shù)的開發(fā)及利用也越發(fā)引起人們的關(guān)注。4.2工藝原料資源可行性該項目采用的主要原料是氨和二氧化碳。解放前中國只有兩家規(guī)模不大的合成氨廠，解放后合成氨工業(yè)有了迅速發(fā)展。1949年全國氮肥產(chǎn)量僅0.6萬噸，而1982年達(dá)到1021.9萬噸，成為世界上產(chǎn)量最高的國家之一。近幾年來，中國引進(jìn)了一批年產(chǎn)30萬噸氮肥的大型化肥廠設(shè)備。中國自行設(shè)計和建造的上海吳涇化工廠也是年產(chǎn)30萬噸氮肥的大型化肥廠。這些化肥廠以天然氣、石油、煉油氣等為原料，生產(chǎn)中能量損耗低、產(chǎn)量高，技術(shù)和設(shè)備都很先進(jìn)。我國合成氨生產(chǎn)主要集中在山東、山西、河南、湖北、四川、江蘇等地，其中以山東省產(chǎn)量最大，2010年產(chǎn)量為663萬噸，占全國總產(chǎn)量的13.4%左右。四川省2014年合成氨產(chǎn)量為550萬噸，瀘天化有限股份公司年產(chǎn)合成氨130萬噸，二氧化碳來源于合成氨工藝裝置，原料供應(yīng)充足，工藝路線可行。4.3尿素生產(chǎn)方法簡介工業(yè)上尿素的生產(chǎn)方法主要有三個：水溶液全循環(huán)法、二氧化碳汽提法和氨汽提法。當(dāng)今尿素生產(chǎn)工藝技術(shù)已趨于成熟，無論采用何種生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)過程中主要原料消耗大體上是一致的，其先進(jìn)與否主要體現(xiàn)在公用工程即水、電、汽的消耗，NH3和C02的回收利用、環(huán)保排放以及設(shè)備結(jié)構(gòu)、設(shè)備布置等方面。4.3.1傳統(tǒng)水溶液全循環(huán)法工藝水溶液全循環(huán)工藝雖然是上世紀(jì)60年代的技術(shù)，國外早已淘汰，但由于我國對尿素工藝的研究和開發(fā)，均以此工藝為主，因此在工藝設(shè)計、設(shè)備制造、操作技術(shù)和生產(chǎn)管理方面積累了豐富的經(jīng)驗。此工藝在中國從1966年到2008年經(jīng)歷了42年的生產(chǎn)和技改，已創(chuàng)出汽耗為1100kg的水平。進(jìn)一步回收熱能，使汽耗降到900kg的工藝也將出現(xiàn)。因此中國式的改良型水溶液全循環(huán)法尿素新工藝即將誕生，她大大不同于60年代傳統(tǒng)的預(yù)分離工藝。水溶液全循環(huán)法是將未反應(yīng)的氨和CO2加熱減壓蒸出后用于吸收生成甲銨或碳酸銨水溶液循環(huán)返回合成系統(tǒng)的生成尿素方法，該法主要用于中小型尿素裝置。此流程的未轉(zhuǎn)化物需兩段分解，三段吸收，流程較長且分解壓力不高，分解氣的冷凝熱除小部分被利用外，需用冷卻水移走，能耗較高。此外，循環(huán)甲銨液量大時可能結(jié)晶堵塞管道，操作維修麻煩。此流程已逐漸失去優(yōu)勢。4.3.2二氧化碳汽提工藝在合成壓力下，用CO2氣對甲銨液進(jìn)行汽提,分解的氨和C02在合成壓力下冷凝，其冷凝熱用來副產(chǎn)蒸汽供二段分解和一段蒸發(fā)作加熱蒸汽用，并作為蒸汽噴射器的動力蒸汽以及提供系統(tǒng)保溫用。由于采用CO2汽提，該工藝與氨汽提尿素工藝相比，汽提壓力較低，汽提效率較高，因而無需中壓分解也能滿足尿素裝置生產(chǎn)的要求。CO2汽提尿素工藝高壓圈包括尿素合成塔、汽提塔、甲銨冷凝器、高壓洗滌器和高壓噴射器；高壓液氨作為甲銨噴射器的驅(qū)動流體，將甲銨液增壓返回合成塔。CO2氣經(jīng)CO2壓縮機(jī)增壓進(jìn)入汽提塔。汽提塔出口液相送入低壓分解系統(tǒng)，汽提塔出口的汽提氣和甲銨噴射器來的甲銨液一起進(jìn)入甲銨冷凝器,甲銨冷凝器由氣、液2根管道分別將氣體、液體送入尿素合成塔,合成塔中的尿液自流到汽提塔。合成塔氣相出口送入高壓洗滌器，高壓洗滌器出口的氣體含少量的氨和CO2送入低壓吸收塔，用工藝?yán)淠杭罢羝淠何眨蘸蟮奈矚馀湃氪髿庵?。后工序儀設(shè)置了低壓分解吸收系統(tǒng)；真空蒸發(fā)系統(tǒng)包括了2段真空蒸發(fā)和冷凝系統(tǒng)，并設(shè)置了工藝?yán)淠禾幚砉ば?，真空蒸發(fā)后的尿液送入最終造粒工序。改進(jìn)型CO2汽提法工藝流程由以下工序組成：高壓圈主要包括尿素合成塔、高壓洗滌器、高壓噴射器、汽提塔和甲銨冷凝器，后工序僅設(shè)置了低壓分解吸收系統(tǒng)。并且設(shè)置了處理工藝?yán)淠旱墓ば?，尿液?jīng)過真空蒸發(fā)后送入造粒工序。其特點是在最佳氨碳比的條件下，使合成壓力降到最低。與此同時，在合成壓力下，采用CO2進(jìn)行汽提和冷凝，產(chǎn)生的冷凝液用來副產(chǎn)蒸汽為低壓分解和一段蒸發(fā)做加熱用，并作為蒸汽噴射器的動力蒸汽以及為系統(tǒng)保溫。4.3.3氨汽提工藝氨氣提尿素工藝，是一種以氨為氣提劑的全循環(huán)氣提法。利用出合成塔溶液中所含過量氨，在操作壓力與合成塔相同的，并用蒸汽加熱的降膜換熱器(氣提塔)中，把二氧化碳?xì)馓岢鰜?。氣提出來的二氧化碳和氨，在操作壓力與合成塔相同的甲銨冷凝器中重新合成為氨基甲酸銨，而后再送回合成塔轉(zhuǎn)化成尿素。在氨氣提法工藝中，二氧化碳進(jìn)料量的85％左右在高壓合成回路中循環(huán)。只有余下大約15％的二氧化碳以甲銨液的形式用泵加壓返回合成塔。由于甲銨冷凝器的操作溫度很高，足以利用氣相冷凝放出的熱量來發(fā)生蒸汽，以供流程中的許多部位使用，節(jié)省外來蒸汽耗量。此外，返回尿素合成塔的甲銨液溫度，比傳統(tǒng)流程中從低壓系統(tǒng)來的物料溫度高得多，減少了為把低溫物流加熱到合成塔操作溫度所需要的供熱量。氣提塔和整個尿素高壓系統(tǒng)，存在有大量過量氨，使腐蝕問題減到最輕程度，鈍化用氧氣量可減到最小，使惰性氣體濃度降低，從而提高了轉(zhuǎn)化率。還避免了因存在過量氧而會形成爆炸件混合氣的問題。高壓回路過量氨高，氣提塔又采用鈦材，氣提塔的操作溫度可以超過200℃，從而使高壓回路中的分解率高。同時高壓回路可以連續(xù)幾天封塔保壓。加上分解工段廣泛采用降膜換熱器，因而尿素溶液在裝置內(nèi)的存量減到最小，且不必排放。減少了排放液所帶來的氨損失和對環(huán)境的污染。4.4工藝方法比較和確定水溶液全循環(huán)法是我國目前大多數(shù)中小型尿素裝置生產(chǎn)采用的方法。水溶液全循環(huán)工藝雖然是上世紀(jì)60年代的技術(shù)，國外早已淘汰，但由于我國對尿素工藝的研究和開發(fā)，均以此工藝為主，因此在工藝設(shè)計、設(shè)備制造、操作技術(shù)和生產(chǎn)管理方面積累了豐富的經(jīng)驗。優(yōu)點：合成塔內(nèi)轉(zhuǎn)化率高，尾氣壓力、溫度比較低，爆炸危險性小，工藝比較成熟，操作簡單方便，機(jī)泵和非標(biāo)設(shè)備均為國產(chǎn)化。缺點：未反應(yīng)物采用三段減壓分解，動力消耗比較大，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，原料和能源浪費嚴(yán)重，對環(huán)境污染較大。二氧化碳?xì)馓岱ㄊ菄鴥?nèi)新建大中型裝置多采用的工藝流程。特點：氣體效率高，使未反應(yīng)物大部分直接返回，少量殘余物只需一次加熱分解、二次吸收即可實現(xiàn)回收再利用，能源得到合理利用。流程短，設(shè)備少，易操作，操作壓力、溫度較低，降低合成塔要求，降低了爆炸的危險性，節(jié)省壓縮機(jī)和泵的動力，蒸汽和冷卻水用量少。缺點：對設(shè)備的腐蝕性較大，操作上要求比較高，一次性投入較大。氨氣提法設(shè)備沒有實現(xiàn)國產(chǎn)化，裝置均為國外進(jìn)口。特點：氨的自揭作用，甲銨分解率增高，因此減小了中低壓分解回收的負(fù)荷，動力消耗隨之減少，總能耗降低，運轉(zhuǎn)效率高，操作彈性大，它檢修方便，爆炸危險性小。缺點：設(shè)備為平面分布，占地面積大，空間沒有得到合理利用，進(jìn)口裝置價格昂貴，不經(jīng)濟(jì)實惠。經(jīng)過綜合分析，結(jié)合我國當(dāng)代國情，本項目選擇二氧化碳?xì)馓岱ㄉa(chǎn)尿素，采用荷蘭Stamicarbon公司發(fā)明的Stamicarbon二氧化碳汽提技術(shù)。CO2汽提法工藝與氨汽提工藝相比，汽提壓力較低，汽提效率高，因此該工藝流程只需低壓分解而不需中壓分解也能滿足尿素裝置生產(chǎn)的要求。CO2汽提法工藝技術(shù)改進(jìn)后，采用高壓下原料CO2氣體的脫氫技術(shù)。杜絕了工藝過程的燃爆危險性，在高壓洗滌器后設(shè)4×105Pa吸收塔吸收高壓工序未凝氣，減少了尿素裝置的消耗。采用該工藝技術(shù)的尿素裝置，工藝流程短，設(shè)備少，生產(chǎn)穩(wěn)定，消耗低。近年來，在我國新建的尿素裝置和大型尿素裝置的改造中，大都采用了新型的CO2汽提法新工藝。4.5工藝流程闡述二氧化碳?xì)怏w工藝為荷蘭斯塔米卡邦（Stamicarbon）公司專利技術(shù)，二氧化碳?xì)怏w工藝的特點是合成壓力低，氨碳比低，反應(yīng)率高而不設(shè)中壓回收系統(tǒng)，流程短。缺點是由于氨碳比低，反應(yīng)物料為酸性介質(zhì)腐蝕性較強，為防腐蝕在二氧化碳?xì)怏w中添加氧含量為0.5%左右的空氣。其工藝流程具體如下所述：4.5.1原料液氨和氣體二氧化碳的壓縮有外界供給的液氨，用高壓氨泵P101將壓力提高到16.0Mpa，經(jīng)氨加熱器進(jìn)一步加熱到70℃，送入高壓噴射泵P102，將高壓洗滌塔T101出來的甲銨液增壓，一并送入高壓冷凝器E101。有外界送來的CO2氣體，經(jīng)壓縮機(jī)C101壓縮至13.8Mpa進(jìn)入汽提塔T201底部。在壓縮機(jī)C101一段入口，由工藝空氣鼓風(fēng)機(jī)送入一定量的空氣，使氧氣含量在0.55%—1%。4.5.2合成和汽提在高壓甲銨冷凝器E101上部送入新鮮的液氨，含有氨和二氧化碳的汽提氣以及循環(huán)返回系統(tǒng)的甲銨液也在14Mpa下送入，出口溫度為168—170℃，氨/二氧化碳為2.9—3.1，水/碳為0.4—0.6。換熱器用壓力為0.4Mpa溫度為143℃的沸水冷卻，物料中的氣體被冷凝，反應(yīng)生成甲銨，放出冷凝熱和生成熱，產(chǎn)生0.4Mpa的蒸汽用于后續(xù)工段。在高壓冷凝器E101中，使氨與二氧化碳全部生成甲銨，大約有78%的氨和70%的二氧化碳冷凝成液體，生成的甲銨液與未冷凝的氣體從底部各自的管離開高壓甲銨冷凝器E101，進(jìn)入合成塔R101底部。反應(yīng)物在合成塔內(nèi)自下而上通過，在溫度180—185℃、壓力為13.5—14.5Mpa下，將甲銨轉(zhuǎn)化為尿素，二氧化碳轉(zhuǎn)化率為58%—60%，從內(nèi)部溢流離開送入汽提塔。在合成塔R101頂部出氣中除氨、二氧化碳外，還有氧、氮、氫、惰性氣體等，送入高壓洗滌塔T101。高壓洗滌塔T101下部是直立管式浸沒冷凝器，器內(nèi)充滿液體，氣體鼓泡向上通過，上部為鼓泡段。液體出鼓泡段，一部分從內(nèi)溢流管返回浸沒冷凝器段底部，一部分外流出去進(jìn)入噴射泵P102的吸入口。出口甲銨液的溫度保持在160℃，為了防止冷卻過度，管外用熱水冷卻，熱水在一個封閉的加壓系統(tǒng)中用循環(huán)水泵循環(huán)。從高壓洗滌塔頂T101出來還含有氨、二氧化碳的惰性氣體進(jìn)入吸收塔，被冷凝液吸收后放空。送入吸收的冷凝液是從氨水儲槽分別用解吸塔給料泵及升壓泵P401經(jīng)過頂部加料冷卻器送入吸收塔的上端填料層，用閃蒸槽冷凝液泵將冷凝液送入下端填料層，在塔底所得的稀甲銨液，部分返回下端填料層循環(huán)吸收，部分送入低壓洗滌塔T301中吸收從低壓甲銨冷凝器E302出來的氨和二氧化碳最終甲銨從低壓吸收塔底部進(jìn)入高壓甲銨泵P103，升壓后經(jīng)高壓洗滌塔返回甲銨冷凝器。因高壓甲銨冷凝器E101中的壓力要比高壓甲銨洗滌器T101高約0.3Mpa，因此甲銨液必須在噴射泵中用16.0Mpa液氨噴射才能返回到反應(yīng)系統(tǒng)中去。從合成塔R101底部出來反應(yīng)混合物從上部進(jìn)入汽提塔T201流入管束并以液膜狀沿管壁向下流，然后在165—175℃下從底部離開。從二氧化塔壓縮機(jī)C101來的二氧化碳?xì)怏w從底部進(jìn)入，將溶液中氨和二氧化碳趕出，約有85%的氨和75%的二氧化碳從混合物中被汽提出來，同時也有一些水蒸發(fā)出來，出口液體含氨6%—8%。從汽提塔T201頂出來的氣體送入高壓冷凝器E101的頂部，汽提塔用2.0Mpa飽和蒸汽進(jìn)行加熱。4.5.3循環(huán)離開汽提塔T201的尿素減壓到0.25—0.35Mpa送入精餾塔T202，尿液中的一部分甲銨分解，所需的熱由溶液本身供給，從而使溶液的溫度降到105—110℃。溶液從精餾塔底進(jìn)入循環(huán)加熱器E301，在此溶液的溫度升高到135℃，結(jié)果使甲銨再一次分解進(jìn)入閃蒸罐F301分離，氣體通過填料上升，被下流的冷尿液所冷卻。而出精餾塔的氣體與解吸塔來的氣體一并進(jìn)入低壓甲銨冷凝器E302的底部。為了移走甲銨生成熱與冷凝熱用調(diào)溫水冷卻，而調(diào)溫水又在循環(huán)水冷卻器中冷卻，這樣可以避免冷卻水溫度過低而引起固體甲銨生成。低壓甲銨冷凝器頂部的氣液混合物進(jìn)入液位槽，進(jìn)行氣液分離。大部分甲銨循環(huán)進(jìn)入低壓甲銨冷凝器，而一部分從底部抽出，用高壓甲銨泵送入高壓洗滌塔的頂部。從儲槽的液體中分離出來的氣體隨即進(jìn)入低壓吸收塔T301被甲銨液洗滌，除惰性氣體外全部氣體被吸收下來，未冷凝的氣體離開吸收器頂部放空。從精餾塔底部出來的溶液進(jìn)入閃蒸罐F302，在溶液減壓時少量的氨同大量的蒸汽從溶液中逸出，使溶液在溫度從135℃降到90—95℃，得到尿素溶液濃度約為73%，再流入尿液儲槽V401。4.5.4尿液蒸發(fā)與造粒在蒸發(fā)系統(tǒng)中將尿素溶液中的水蒸發(fā)，濃縮成濃度為99.7%的尿素，蒸發(fā)采用兩段真空蒸發(fā)。二段蒸發(fā)器E601用0.9Mpa蒸汽供熱，此時溶液濃縮到99.7%。離開二段蒸發(fā)器底部的尿素熔體，由熔融尿素泵P602送入造粒塔頂T601的造粒噴頭，噴淋造粒。顆粒狀尿素從造粒塔底出來送往儲存包裝。產(chǎn)品尿素含氮≥46.3%（質(zhì)量），縮二脲≤0.9%（質(zhì)量）。4.5.5解吸在閃蒸槽及蒸發(fā)系統(tǒng)中蒸發(fā)出來的水蒸氣在冷凝器E602中冷凝后，含有尿素、氨和二氧化碳，流入氨水儲槽V501。從蒸發(fā)冷凝器來的含有少量尿素和氨的冷凝液流入儲槽，被送往解吸塔T401的頂部。解吸塔是浮閥塔，進(jìn)入的液體經(jīng)過各層踏板上的溢流管層流下，從塔底流出。蒸汽從塔頂進(jìn)入，由于液體與蒸汽的逆流接觸，液體中的氨和二氧化碳越來越少，從而離開塔頂?shù)恼羝泻腥拷馕鰜淼陌焙投趸家约八魵??；旌蠚馔ㄟ^調(diào)節(jié)引入低壓冷凝器E302，將解吸的氨和二氧化碳循環(huán)回到反應(yīng)系統(tǒng)中去。解吸塔底部出來的液體通過換熱器E401與入塔溶液換熱后，再通過塔底液位自動控制減壓后送入下水道，水中含有尿素0.2%，氨0.05%，溫度約為70℃。第五章廠址選擇5.1選址依據(jù)《化工企業(yè)總圖運輸設(shè)計》GB50489-20095.2選址原則(1)符合國家和地區(qū)工業(yè)布局以及地方的城市規(guī)劃要求；(2)地形、地質(zhì)和氣候條件滿足建廠要求；(3廠址應(yīng)有良好