年产400万吨尿素项目初步设计说明书

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1、400万吨/年尿素项目初步设计说明书目录第一章总论41.1项目概况41.2设计依据41.3设计原则41.4尿素的物理化学性质及用途51.4.1尿素的物理性质51.4.2尿素的化学性质51.4.3尿素的用途5第二章产品方案及产品规模62.1产品方案62.2产品规模72.3主要原料规格及消耗7第三章工艺方案选择73.1概述73.2工艺原料资源可行性83.3尿素生产方法简介83.3.1传统水溶液全循环法工艺83.3.2二氧化碳汽提工艺93.3.3氨汽提工艺93.4工艺方法比较和确定10第四章工艺概述及工艺计算124.1工艺阐述124.1.1原料液氨和气体二

2、氧化碳的压缩124.1.2合成和汽提134.1.3循环144.1.4尿液蒸发与造粒144.1.5解吸154.2物料衡算154.2.1合成塔（R101）154.2.2汽提塔（T201）174.2.3高压甲铵冷凝器（E101）184.2.4高压洗涤塔（T101）194.2.5精馏塔（T202）204.2.6两级闪蒸罐214.2.7两级真空蒸发器214.2.8低压甲铵冷凝器（E302）224.2.9解吸塔（T401）234.3能量衡算244.3.1合成塔（R101）244.3.2汽提塔（T201）244.3.3高压甲铵冷凝器（E101）244.3.4高压洗

3、涤塔（T101）254.3.5精馏塔（T202）254.3.6闪蒸罐254.2.7一段蒸发器264.2.8二段蒸发器264.3.9低压甲铵冷凝器264.3.10解吸系统274.4原料用量一览表274.5节能降耗措施28第五章设备选型方案285.1塔设备设计（以T202为例）285.1.2塔盘的类型与选择305.1.3塔设备的初步设计30第六章控制系统设计456.1化工自动化内容456.1.1自动检测系统456.1.2自动信号和联锁保护系统456.1.3自动操纵及自动开停车系统466.1.4自动控制系统466.2控制系统选择466.2.1简单控制系统4

4、76.2.2复杂控制系统476.2.3程序控制系统476.2.4集散控制系统DCS476.3设备控制方案476.3.1泵和压缩机的控制方案476.3.2换热器的控制方案496.3.3反应器的控制方案506.3.4精馏塔的控制方案516.3.6储罐控制526.3.6其他控制方案526.4紧急停车系统（ESD）536.6危险性分析与可操作性研究（HAZOP）54第七章参考文献55第一章总论1.1项目概况本项目年产400万吨尿素以液氨和二氧化碳为原料，采用斯塔米卡邦（Stamicarbon）合成工艺路线，生产纯度为98.5%（质量分数）的尿素。1.2设计依

5、据（1）《化工工艺设计手册（第四版）》（2）化工设计相关国家标准；（3）国家经济、建筑、环保等相关政策；（4）本项目可行性报告。1.3设计原则（1）设计要做到切合实际，技术先进，经济合理，安全适用；（2）所选择的设备和材料必须可靠，且尽可能国产化，并注意解决好超限设备的制造和运输问题；（3）充分依托现有社会公共设施，以降低投资，加快项目建设进度，采取切实可行的措施节约用水；（4）贯彻主体工程与环境保护、劳动安全和工业卫生、消防同时设计、同时建设、同时投产；（5）消防、卫生及安全设施的设置必须贯彻国家关于环境保护、劳动安全的法规和要求，符合石油化工行业

6、的相关标准；（6）所选择的产品方案和技术方案应是优化的方案，以最大程度减少投资，提高项目经济效益和抗风险能力。科学论证项目的技术可靠性、项目的经济性，实事求是地做出研究结论。1.4尿素的物理化学性质及用途1.4.1尿素的物理性质尿素的化学名称为碳酰二胺，分子式为CO(NH2)2，分子量为60.06，含氮量为46.65%。纯尿素为无色、无味、无臭的针状或棱柱状结晶体。工业尿素因含有杂质而呈白色或浅黄色，工业或农业品为白色略带微红色固体颗粒。密度1.335g/cm3。熔点132.7℃。超过熔点则分解。尿素较易吸湿，贮存要注意防潮。尿素易溶于水和液氨，其溶

7、解度随温度升高而增大。1.4.2尿素的化学性质尿素呈微碱性，可与酸作用生成盐。但尿素不能使一般指示剂变色。在酸性或中性溶液中尿素有水解作用，但在60℃以下，尿素不发生水解作用。随着温度的升高，水解速度加快，水解程度也增大。尿素在高温下可进行缩合反应，生成缩二脲、缩三脲和三聚氰酸。在氨水等碱性催化剂作用下能与甲醛反应，缩聚成脲醛树脂[1]。1.4.3尿素的用途尿素的主要用途：作化肥用、作饲料用、其它工业用。1.4.3.1作化肥用尿素是一种高浓度氮肥，属中性速效肥料，也可用来生产多种复合肥料。在土壤中不残留任何有害物质，长期施用没有不良影响，但在造粒中温

8、度过高会产生少量缩二脲，又称双缩脲，对作物有抑制作用。我国规定肥料用尿素缩二脲含量应小于0.5%。缩二脲含量