毕业论文--拜耳法生产氧化铝的研究

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1、河北化工医药职业技术学院毕业论文拜耳法生产氧化铝的研究姓名       屈硕     学号     1204090121 专业  应用化工技术班级   煤化30901     指导教师     胡亚伟 完成时间   2011-12-11化学与环境工程系摘要尿素作为一种重要的化学肥料和工业原料，在世界范围内广泛使用。自从1922年尿素开始工业化生产以来，许多国家都致力于尿素生产系统的研究，在合成机理、热力学性质和工艺流程方面都有创新和进展。本文从尿素生产系统热力学模型的研究入手，对尿素生产工艺流程进行研究，在此基础上开发尿素生产工艺计算与优化软件，以帮助指导尿素工业生产。论文的主要内容

2、有：⒈阐述了前人对NH<,3>-CO<,2>-H<,2>O-Urea体系的研究概况，采用扩展的UNIQUAC方程对NH<,3>-CO<,2>-H<,2>O-Urea体系气液平衡进行模拟计算，以满足尿素生产系统中高压圈的模拟计算的需要，对模型的求解算法进行了详细的研究和改进，得到了稳定收敛的算法。⒉以上述模型为基础，采用平衡级模型对尿素生产系统的关键设备合成塔和汽提塔进行了模拟计算，所得计算结果与设计值做了比较，验证了热力学模型的准确性，可将其作为全流程模拟的单元模块。对流程中的其他设备也进行了模拟计算。⒊在对各主要设备模拟求解的基础上，联立各单元模块建立了全流程的计算系统。考虑此流程

3、循环流多的特点，先选定主要的流股进行求解，在主要流股循环稳定的基础上，求解各分支流股，并反复验证结果的准确性，最后得出整个系统的结果。⒋以尿素产量和能耗作为两个需求目标，分析了目标随合成塔生产负荷变化的规律，进而求出一定条件下的最大产量和最小能耗，优化求解尿素合成过程的主要控制参数——操作温度、氨碳比。关键词：尿素生产合成氨工艺流程目录目录2一、概述31.1尿素-发现31.2尿素-简介31.3尿素-物化性质31.4尿素-生产41.5尿素-用途41.6尿素正确贮存方法4二、尿素的生产工艺52.1尿素的基本性质52.2尿素合成的基本原理52.3尿素合成工艺条件的选择62.4未反应成尿素物

4、质的分离和回收72.5尿素的加工72.6工艺流程介绍82.7尿素合成工艺流程图：9三、氨合成173.1合成氨概述173.2合成氨的工艺流程（煤为原料）173.3合成氨工艺（天然气为原料）193.4污染防治措施33四、结论34五、致谢35参考文献36一、概述1.1尿素-发现1773年，伊莱尔·罗埃尔（HilaireRouelle）发现尿素。1828年，弗里德里希·维勒首次使用无机物质氰酸钾与硫酸铵人工合成了尿素。本来他打算合成氰酸铵，却得到了尿素。从此，活力论的错误证明了，有机化学实际上开辟了。活力论认为无机物与有机物有根本性差异，无机物所以无法变成有机物。哺乳动物、两栖动物和一些鱼的

5、尿中含有尿素；鸟和爬行动物排放的是尿酸，因为其氮代谢过程使用的水量比较少。1.2尿素-简介别名：碳酰二胺、碳酰胺、脲分子式：CO(NH2)2，因为在人尿中含有这种物质，所以取名尿素。尿素含氮(N)46％，是固体氮肥中含氮量最高的。尿素在人的蛋白质分解最终产物中占有相当大的比例。尿素外观为白色晶体或粉末。是动物蛋白质代谢后的产物，通常用作植物的氮肥。尿素是哺乳类动物排出体内含氮代谢物的形式。。尿素也是很重要的肥料。1.3尿素-物化性质分子式：CO(NH2)2，分子量60.06，无色或白色针状或棒状结晶体，工业或农业品为白色略带微红色固体颗粒无臭无味。密度1．335g/cm3。熔点132

6、．7℃。溶于水、醇，不溶于乙醚、氯仿。呈微碱性。可与酸作用生成盐。有水解作用。在高温下可进行缩合反应，生成缩二脲、缩三脲和三聚氰酸。加热至160℃分解，产生氨气同时变为氰酸。尿素在酸、碱、酶作用下（酸、碱需加热）能水解生成氨和二氧化碳。对热不稳定，加热至150~160℃将脱氨成缩二脲。若迅速加热将脱氨而三聚成六元环化合物三聚氰酸。尿素易溶于水，在20℃时100毫升水中可溶解105克，水溶液呈中性反应。尿素产品有两种。结晶尿素呈白色针状或棱柱状晶形，吸湿性强。粒状尿素为粒径1～2毫米的半透明粒子，外观光洁，吸湿性有明显改善。尿素是生理中性肥料，在土壤中不残留任何有害物质，长期施用没有不

7、良影响。但在造粒中温度过高会产生少量缩二脲，又称双缩脲，对作物有抑制作用。尿素在转化前是分子态的，不能被土壤吸附，应防止随水流失；转化后形成的氨也易挥发，所以尿素也要深施覆土。尿素是人工合成的第一个有机物，广泛存在于自然界中，如新鲜人粪中含尿素0.4％。尿素产量约占我国目前氮肥总产量的40％，是仅次于碳铵的主要氮肥品种之一。尿素作为氮肥始于20世纪初。20世纪50年代以后，由于尿素含氮量高(45％～46％)，用途广泛和工业流程的不断改进，世界各国发展很快。