尿素生產(chǎn)方法原理尿素溶液的蒸發(fā)學習教案

1、會計學1尿素生產(chǎn)方法原理尿素生產(chǎn)方法原理(yunl)尿素溶液的蒸尿素溶液的蒸發(fā)發(fā)第一頁，共40頁。低壓分離低壓分離(fnl)回收回收第1頁/共40頁第二頁，共40頁。中低壓中低壓(dy)分解循環(huán)分解循環(huán)中低壓循環(huán)，均包括合成尿素溶液的減壓加熱分中低壓循環(huán)，均包括合成尿素溶液的減壓加熱分解、分解氣的冷凝解、分解氣的冷凝(lngnng)吸收兩部分。吸收兩部分。分解氣的冷凝吸收條件，應力求在分解氣的冷凝吸收條件，應力求在壓力、溫度和加水壓力、溫度和加水量之間取得最佳配合量之間取得最佳配合，以使加水量少，而吸收和冷，以使加水量少，而吸收和冷凝要完全、而且不要析出固體結(jié)晶。凝要完全、而且不要析出固體結(jié)晶

2、。第2頁/共40頁第三頁，共40頁。 未反應物的分離(fnl)與回收作業(yè)題二第3頁/共40頁第四頁，共40頁。80%尿液去尿液去蒸發(fā)蒸發(fā)(zhngf)冷結(jié)系冷結(jié)系統(tǒng)統(tǒng) 液液NH3CO2氨冷器合成塔合成塔甲銨氣提塔氣提塔中壓合成塔中壓合成塔低壓合成塔低壓合成塔真空合成塔真空合成塔氨冷器氨冷器2氨冷器氨冷器1中壓吸收塔中壓吸收塔低壓吸收塔低壓吸收塔真空冷凝器真空冷凝器lg1.8MPa1550.45MPa1400.08MPa110第4頁/共40頁第五頁，共40頁。教學教學(jio xu)目標目標1 1、掌握尿素溶液蒸發(fā)的基本原理和、掌握尿素溶液蒸發(fā)的基本原理和 工藝條件的選擇。工藝條件的選擇。第5頁

3、/共40頁第六頁，共40頁。第6頁/共40頁第七頁，共40頁。在尿素生產(chǎn)各工序在尿素生產(chǎn)各工序(gngx)中副反應都有可能發(fā)生，但中副反應都有可能發(fā)生，但在尿素加工過程中尤為顯著。在尿素加工過程中尤為顯著。要防止水解與縮合反應，蒸發(fā)過程應在盡可能低的溫度下進行，并在要防止水解與縮合反應，蒸發(fā)過程應在盡可能低的溫度下進行，并在很短的時間內(nèi)完成。很短的時間內(nèi)完成。第7頁/共40頁第八頁，共40頁。尿素溶液的蒸發(fā)涉及尿素溶液的蒸發(fā)涉及(shj)到尿素和水的二元體系相圖到尿素和水的二元體系相圖第8頁/共40頁第九頁，共40頁。10壓力壓力(yl)線（氣液平衡線（氣液平衡線）：線）：溶液在該壓力溶液在該

4、壓力(yl)下的下的沸點沸點相圖相圖(xin t)性質(zhì)：性質(zhì)：線：液固平衡線線：液固平衡線 尿素尿素(nio s)(nio s)的溶的溶解度線解度線 冰的飽和線冰的飽和線高壓力時，無固相出現(xiàn)高壓力時，無固相出現(xiàn)0.10MPa1300.05MPa112結(jié)論：尿素溶液的沸點與其濃度和蒸發(fā)操作壓力有關結(jié)論：尿素溶液的沸點與其濃度和蒸發(fā)操作壓力有關。第9頁/共40頁第十頁，共40頁。 3 3、小于、小于0.0263 MPa0.0263 MPa時，沸點時，沸點壓力線和結(jié)晶壓力線和結(jié)晶(jijng)(jijng)線相交，就可能產(chǎn)生尿素結(jié)線相交，就可能產(chǎn)生尿素結(jié)晶晶(jijng)(jijng)。1 1、大于

5、、大于0.0263MPa0.0263MPa，沸點壓力線位于，沸點壓力線位于(wiy)(wiy)結(jié)晶線之上，不結(jié)晶線之上，不會有結(jié)晶析出。會有結(jié)晶析出。2 2、若采用一段蒸發(fā)將尿液、若采用一段蒸發(fā)將尿液從從75%75%濃縮至濃縮至99.7%99.7%，雖無結(jié)，雖無結(jié)晶析出，但勢必將溫度提得晶析出，但勢必將溫度提得太高，結(jié)果加劇太高，結(jié)果加劇(jij)(jij)副反應發(fā)生。副反應發(fā)生。蒸發(fā)操作壓力的選擇蒸發(fā)操作壓力的選擇第10頁/共40頁第十一頁，共40頁。第11頁/共40頁第十二頁，共40頁。13且不會有結(jié)晶出現(xiàn)。且不會有結(jié)晶出現(xiàn)。第12頁/共40頁第十三頁，共40頁。第13頁/共40頁第十四頁

6、，共40頁。l由于減壓，部分水分和氨、二氧化碳氣化吸熱，使尿素溫度下由于減壓，部分水分和氨、二氧化碳氣化吸熱，使尿素溫度下降到降到105105110110。出閃蒸槽尿液質(zhì)量。出閃蒸槽尿液質(zhì)量(zhling)(zhling)分數(shù)約分數(shù)約74%74%左右進入尿液緩沖槽左右進入尿液緩沖槽2 2，槽內(nèi)有蒸汽加熱保溫管線。然后，尿，槽內(nèi)有蒸汽加熱保溫管線。然后，尿液由尿液泵液由尿液泵3 3打入尿液過濾器打入尿液過濾器4 4除去雜質(zhì)，送入一段蒸發(fā)加熱器除去雜質(zhì)，送入一段蒸發(fā)加熱器5 5。l作用：可減少加熱蒸汽的耗量。作用：可減少加熱蒸汽的耗量。第14頁/共40頁第十五頁，共40頁。第15頁/共40頁第十六

7、頁，共40頁。第16頁/共40頁第十七頁，共40頁。185 5、蒸發(fā)、蒸發(fā)(zhngf)(zhngf)過程主要設備過程主要設備第17頁/共40頁第十八頁，共40頁。第18頁/共40頁第十九頁，共40頁。202.4 2.4 尿素尿素(nio s)(nio s)的結(jié)晶和造粒的結(jié)晶和造粒缺點：結(jié)晶尿素呈粉末缺點：結(jié)晶尿素呈粉末(fnm)(fnm)或細晶，不便于施用，易結(jié)塊或細晶，不便于施用，易結(jié)塊。優(yōu)點：優(yōu)點：結(jié)晶尿素的加工過程中結(jié)晶尿素的加工過程中溫度較低，副反應少溫度較低，副反應少，可，可作作低縮二脲含量低縮二脲含量的化肥使用，也用于工業(yè)。的化肥使用，也用于工業(yè)。尿素的結(jié)晶尿素的結(jié)晶第19頁/共

8、40頁第二十頁，共40頁。212 2、結(jié)晶尿素的生產(chǎn)、結(jié)晶尿素的生產(chǎn)(shngchn)(shngchn)方法方法第20頁/共40頁第二十一頁，共40頁。22不同不同(b tn)結(jié)晶方法的優(yōu)缺點結(jié)晶方法的優(yōu)缺點第21頁/共40頁第二十二頁，共40頁。23第22頁/共40頁第二十三頁，共40頁。242 2、造粒塔造粒、造粒塔造粒第23頁/共40頁第二十四頁，共40頁。25A.A.強制通風：延長顆粒的下落時間，強化冷卻。強制通風：延長顆粒的下落時間，強化冷卻。B.B.塔底設置流態(tài)化床：使床中空氣與顆粒間的傳塔底設置流態(tài)化床：使床中空氣與顆粒間的傳熱熱(chun r)(chun r)得到強化，使顆粒繼

9、續(xù)冷卻。得到強化，使顆粒繼續(xù)冷卻。造粒塔的構(gòu)造造粒塔的構(gòu)造(guzo)(guzo)圓筒形混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有防腐涂層。塔直徑圓筒形混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有防腐涂層。塔直徑18-20m18-20m，生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力1500-1700t/d1500-1700t/d。自然通風自然通風利用煙囪效應使利用煙囪效應使空氣自然流動，簡單，被廣泛采用?？諝庾匀涣鲃?，簡單，被廣泛采用。第24頁/共40頁第二十五頁，共40頁。26 提高顆粒提高顆粒(kl)機械強度的方機械強度的方法法A.A.晶種造粒：在造粒塔底部送入磨碎的尿素粉末（尿素晶種造粒：在造粒塔底部送入磨碎的尿素粉末（尿素99%99%，硬，硬脂酸鈣脂酸鈣1%1%

10、，小于，小于2m2m），粉末在塔內(nèi)上升的過程中與下降的尿素），粉末在塔內(nèi)上升的過程中與下降的尿素熔融體接觸，成為熔融體接觸，成為(chngwi)(chngwi)晶種，再長大成粒。晶種，再長大成粒。第25頁/共40頁第二十六頁，共40頁。27 造粒塔造粒的缺點造粒塔造粒的缺點(qudin)第26頁/共40頁第二十七頁，共40頁。283 3、造粒機造粒、造粒機造粒第27頁/共40頁第二十八頁，共40頁。流化床造粒機流化床造粒機轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)鼓(zhun )造粒機造粒機盤式造粒機盤式造粒機第28頁/共40頁第二十九頁，共40頁。30霧化空氣：進入霧化噴嘴霧化空氣：進入霧化噴嘴使尿液霧化。進入噴嘴之使尿液霧化

11、。進入噴嘴之前需預熱到高于尿素的結(jié)前需預熱到高于尿素的結(jié)晶溫度晶溫度(wnd)以防堵塞以防堵塞噴嘴。噴嘴。流化空氣流化空氣(kngq)：使床層保持流化狀態(tài)：使床層保持流化狀態(tài)晶種：晶種：使霧化的尿素熔使霧化的尿素熔融液包覆在其表面而凝融液包覆在其表面而凝固，放出的結(jié)晶熱用于固，放出的結(jié)晶熱用于進一步蒸發(fā)。進一步蒸發(fā)。第29頁/共40頁第三十頁，共40頁。31表面進行一層一層的涂覆，得表面進行一層一層的涂覆，得到類似到類似“洋蔥洋蔥”的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)(jigu)； C.累積：即大量的微小溶液液累積：即大量的微小溶液液滴連續(xù)地噴灑在顆粒表面并不滴連續(xù)地噴灑在顆粒表面并不斷蒸發(fā)固化。是連續(xù)長大和干斷蒸發(fā)

12、固化。是連續(xù)長大和干燥的過程。燥的過程。第30頁/共40頁第三十一頁，共40頁。32累積機理：提累積機理：提供了致密均勻供了致密均勻的結(jié)構(gòu)，并促的結(jié)構(gòu)，并促進了水分的蒸進了水分的蒸發(fā)發(fā)(zhngf)和顆粒的干燥和顆粒的干燥，而且顆粒流，而且顆粒流化態(tài)避免顆粒化態(tài)避免顆粒長時間接觸，長時間接觸，不至于團塊。不至于團塊。篩分篩分(shi fn)(shi fn)機機與粉碎機可控制顆粒與粉碎機可控制顆粒粒度在粒度在2-8mm2-8mm范圍內(nèi)范圍內(nèi)變化變化第31頁/共40頁第三十二頁，共40頁。第32頁/共40頁第三十三頁，共40頁。第33頁/共40頁第三十四頁，共40頁。第34頁/共40頁第三十五頁，共40頁。36A.A.水分和縮二脲低水分和縮二脲低B.B.產(chǎn)品產(chǎn)品(chnpn)(chnpn)顆粒大（顆粒大（2.0-4.0mm2.0-4.0mm）且可）且可調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)C.C.顆粒抗壓強度高（為造粒塔產(chǎn)品顆?？箟簭姸雀撸樵炝Ｋa(chǎn)品(chnpn)(chn