【尿素生產(chǎn)中的物料衡算綜述3200字】

尿素生產(chǎn)中的物料衡算綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u23586尿素生產(chǎn)中的物料衡算綜述 1219541.1計(jì)算的原則 1137671.標(biāo)準(zhǔn)：以生產(chǎn)的每噸尿素為標(biāo)準(zhǔn) 1161824.生產(chǎn)一噸尿素消耗NH3的量： 1137935.生產(chǎn)一噸尿素消耗CO2的質(zhì)量： 1109186.其他消耗的量（約數(shù)）： 2197021.2原料氣的組成 28591.2.1組成成分 2272911.1.2物質(zhì)的計(jì)算 2118421.3合成系統(tǒng) 3279181.1.1進(jìn)料的摩爾比 3290751.1.2各組分的物料計(jì)算 3181011.4初段分解系統(tǒng) 5283981.4.1條件 5205641.4.2計(jì)算 5274231.5二段分解系統(tǒng) 8138841.5.1條件 8146201.5.2計(jì)算 881371.6一段蒸發(fā)系統(tǒng) 1025691.6.1條件 10276171.6.2計(jì)算 101.1計(jì)算的原則1.標(biāo)準(zhǔn)：以生產(chǎn)的每噸尿素為標(biāo)準(zhǔn)2.終品的標(biāo)準(zhǔn)：含有N元素46.18%(以尿素為基準(zhǔn)為98。3%左右），C2H5N3021.0%，H2O0.5%（含量）1.原材料的消耗標(biāo)準(zhǔn)：氨氣：600千克，二氧化碳：767千克4.生產(chǎn)一噸尿素消耗NH3的量：600?（生產(chǎn)一噸尿素消耗CO2的質(zhì)量：767?6.其他消耗的量（約數(shù)）：造粒蒸發(fā)損失：10千克一段操作泵泄露：6千克成品包裝儲(chǔ)運(yùn)損失:16千克解析廢液損失：22千克1.2原料氣的組成1.2.1組成成分（1）二氧化碳?xì)獾慕M成二氧化碳含量98%惰性氣體2%（2）CO2進(jìn)入壓縮工段壓縮機(jī)的壓力：P=0.108MPa溫度：T=275.1K（3）O2氣的組成成分O2：95%其余氣體占5%1.1.2物質(zhì)的計(jì)算（1）參與到反應(yīng)系統(tǒng)的二氧化碳?xì)怏w總量CO2量為767千克(18.02Kmol)（2）二氧化碳?xì)怏w的水蒸汽的含量二氧化碳?xì)獾目倝海?.108MPa在321.1K的飽和水蒸氣壓：0.0077MPa故CO2氣體中水的物質(zhì)的量為：18.02(3)進(jìn)入?yún)⑴c反應(yīng)工段的氧氣的量純氧在二氧化碳中占約為百分之零點(diǎn)五左右即：18.02(4）壓縮后的氣體成分計(jì)算：CO2在壓縮機(jī)中的損失量：1.17kmol壓縮后的CO2量：767?49.94=717.06(3)壓縮系統(tǒng)物料平衡表收入項(xiàng)目質(zhì)量（kg）N（kmol）支出項(xiàng)目質(zhì)量（kg）N（kmol）CO2氣二氧化碳惰性氣體水蒸氣O2氣其中：氧氣氮?dú)饨Y(jié)果815.25785.005.0125.251.022.890.13818.2519.4617.870.131.400.09440.070.004719.57CO2氣二氧化碳氧氣氮?dú)馑魵鈮嚎s機(jī)排出其二氧化碳水蒸氣結(jié)果741.37735.042.835.160.2474.8549.9724.93818.2917.0416.750.100.1850.0162.541.171.3819.511.3合成系統(tǒng)1.1.1進(jìn)料的摩爾比進(jìn)料的摩爾比：氨氣/二氧化碳=4.2進(jìn)料的摩爾比：水蒸氣/二氧化碳=0.64合成塔操作的必要條件：壓力P=22.12MPa尿素的生成率：65%初次吸收到達(dá)尿素合成塔的NH2COONH4溶液中：氨氣/二氧化碳=1.11.1.2各組分的物料計(jì)算（1）合成塔各組分物料量的計(jì)算二氧化碳：721.06kg或15.71kmol氧氣：2.62kg或0.07kmol氮?dú)猓?.18kg或0.1837kmol二氧化碳：0.265kg或0.0145kmol溶液中二氧化碳的量：已知需由合成塔生成的尿素量為1007.59千克或16.79kmol。故轉(zhuǎn)化為尿素的CO2即為16.59kmol或738.76。未轉(zhuǎn)化為尿素的CO2量為：16.79×37因此，需進(jìn)合成塔二氧化碳為：16.79溶液中氨氣的量：3.1溶液中水蒸氣的量：0.65溶液中的尿素：由計(jì)算條件知為2.5kg或0.042kmol（2）原來料液中氨氣的量：580?11.69（3）循環(huán)液氨氣量合成塔入口的摩爾比氨氣/二氧化碳=4.1進(jìn)入的氨氣總量為：4.1循還往復(fù)的氨氣是：109.27?33.43?30.81（4）出合成塔各組分物料衡算尿素的量：1007.54其中二氧化碳的量為：9.86kmol或431.84kg氨氣的量為：2水蒸氣的量為：0.0155（5）反應(yīng)過程的物料平衡表收入組分質(zhì)量（kg）N（kmol）支出項(xiàng)目質(zhì)量（kg）N（kmol）原料氣二氧化碳氧氣氮?dú)馑魵釴H3(l)循環(huán)NH3(l)CH3NH2(l)其中:氨氣二氧化碳水蒸氣尿素結(jié)果741.37735.062.895.140.28568.32765.431277.56521.83437.63411.512.563252.6817.0316.730.090.180.01631.4345.0358.1030.859.9517.320.04151.57反應(yīng)后混合物其中：尿素NH2COONH4(l)二氧化碳氨氣氨氣水蒸氣氧氣氮?dú)夂嫌?jì)3352.641010.05769.09431.84335.23951.50611.972.845.193352.65136.7616.819.869.8719.7355.9234.160.090.19136.791.4初段分解系統(tǒng)1.4.1條件初段分解系統(tǒng)全部的NH2COONH4分解率：89%初段分解系統(tǒng)全部的過量NH3蒸出率：92%初段分解系統(tǒng)預(yù)分離器的NH2COONH4分解率：16%初段分解系統(tǒng)預(yù)分離器的過量NH3蒸出率：65%預(yù)分離器出口氣相中H2O蒸汽的含量：4.75%一段分解分離器出口氣相中H2O蒸汽含量：15%一段分解加熱器操作條件：壓力P=1.784MPa溫度為T=431.1K1.4.2計(jì)算（1）預(yù)分離器的物料衡算出口的氣體組成：其中的二氧化碳為：9.87其中的的氨氣由過量氨蒸出：54.95由氨基甲酸銨分解得：共計(jì)：36.90氣體中的水蒸氣為：除水以外氣相中其他組分:1.45故水量為：41.62(2)預(yù)分離器出口溶液組成溶液中的二氧化碳：9.86?1.48溶液中的氨氣:55.97+19.72?39.79=35.79kmol溶液中的水蒸氣：34.11?2.04溶液中的尿素：16.88kmol或1020.04kg（3）預(yù)分離器物料平衡表收入組分質(zhì)量（kg）N（kmol）支出組分質(zhì)量（kg）N（kmol）反應(yīng)后混合物其中：尿素NH2COONH4二氧化碳氨氣氨氣水蒸氣氧氣氮?dú)饪傆?jì)3352.621010.04769.08431.84335.24951.49611.982.895.143352.62136.7616.839.869.8619.7255.9734.110.090.18136.76預(yù)分離器出口氣體其中：二氧化碳氨氣水蒸氣氧氣氮?dú)忸A(yù)分離器出口溶液其中：二氧化碳氨氣水蒸氣尿素總計(jì)788.1365.08678.3036.722.895.142564.49368.76608.43577.261010.043352.6241.691.4839.902.040.090.1891.078.3835.7932.0716.83136.76（1）初段分解塔出口的氣體組成氣體中的二氧化碳：9.87氣體中的氨氣：由過量氨蒸出：55.97由氨基甲酸銨分解（一段分解系統(tǒng)）而得：9.86由一段分解塔分解出：17.36?2.96故氣體中總氨量為：13.43氣體中的水蒸氣為：（7.20+27.83）×=7.17kg或129.06kg（2）初段分解塔出口溶液組成溶液中的CO2：8.38?7.2溶液中的NH3：35.79?27.83溶液中的水：32.07?7.17溶液中的尿素：16.83kmol或1010.04kg（3）初段分解塔物料平衡表收入組分質(zhì)量（kg）N（kmol）支出組分g質(zhì)量（kg）N（kmol）預(yù)分離器出口溶液其中：二氧化碳氨氣水蒸氣尿素總計(jì)2564.49368.76608.43577.261010.042564.4991.078.3835.7932.0716.8391.07一段分解塔出口氣體其中：二氧化碳氨氣水蒸氣初段分解塔出口溶液其中：二氧化碳氨氣水蒸氣尿素總計(jì)918.92316.70471.16129.061645.5752.06135.27448.201010.042564.4942.207.2027.837.1750.871.187.9624.9016.8391.071.5二段分解系統(tǒng)1.5.1條件一段及二段分解系統(tǒng)總的氨基甲酸銨分解率：98.2%一段及二段分解系統(tǒng)總的過量氨蒸出率：99.4%二段分解塔出口氣體內(nèi)含水：25%(摩爾%)二段分解系統(tǒng)的操作壓力：P=0.392MPa二段分解加熱器的操作溫度：150℃二段分解塔操作溫度：130-165℃1.5.2計(jì)算（1）縮二脲生成反應(yīng)：2(NH2)2CO→NH2CONHCONH2+NH3↑反應(yīng)消耗尿素量:6×放出NH3量:6×17（2）二段分解塔出口氣組成氣體中的CO2：9.86氣體中的NH3：由二段分解塔蒸出的過量氨：55.97由氨基甲酸銨分解得氨：2加入縮合反應(yīng)放出氨，共計(jì)：5.26氣體中的H2O：(1.0+7.318)(3)二段分解塔出口溶液組成溶液中的CO2：1.18?1.0=0.18kmol溶液中的NH3：7.96溶液中的水分：24.90溶液中的尿素：1010溶液中的縮二脲：6.0(4)二段分解系統(tǒng)物料平衡表收入項(xiàng)目質(zhì)量(kg)物質(zhì)的量(kmol)支出項(xiàng)目質(zhì)量(kg)物質(zhì)的量(kmol)一段分解塔出口溶液其中：CO2NH3H2O尿素總計(jì)1645.5752.06135.27448.201010.041645.5750.871.187.9624.9016.8350.87二段分解塔出口氣體其中：CO2NH3H2O二段分解塔出口溶液其中：CO2NH3H2O尿素縮二脲總計(jì)218.5444.25124.4349.861427.037.8111.83398.341001.056.01645.5711.0881.0057.3182.7739.7820.180.7022.1316.7140.05850.871.6一段蒸發(fā)系統(tǒng)1.6.1條件操作壓力0.0445MPa在一段、二段分解及閃蒸槽中總的氨基甲酸銨分解率：99.1%在一段、二段分解及閃蒸槽中總的過量氨蒸出率：99.85%出閃蒸槽尿液濃度：76%（質(zhì)量）按尿素/(尿素+水)計(jì)，其余組分不計(jì)出一段蒸發(fā)器尿液濃度：96%（質(zhì)量）（同上）1.6.2計(jì)算(1)閃蒸槽的物料衡算 閃蒸槽出口氣體中的NH3和CO2氣體中的CO2：9.86氣體中的NH3：由氨基甲酸銨分解得：0由過量氨蒸出得：55.97共計(jì)：0.178+0.252=0.43kmol(2)閃蒸槽出口溶液組成：溶液中的CO2：0溶液中的NH3：0溶液中的尿素：16.714kmol或1003.05kg16.714kmol或100溶液中的縮二脲：0.058kmol溶液中的水：1003閃蒸槽出口氣體中的H2O：398.34(3)閃蒸槽物料平衡表收入項(xiàng)目質(zhì)量(kg)物質(zhì)的量(kmol)支出項(xiàng)目質(zhì)量(kg)物質(zhì)的量(kmol)二段分解塔來溶液其中：二氧化碳氨氣水蒸氣尿素C2H5N302總計(jì)1427.047.8211.83398.311001.026.01427.0239.7840.190.7122.1416.7130.05439.785閃蒸槽出口氣體其中：二氧化碳氨氣水蒸氣閃蒸槽出口溶液其中：二氧化碳氨氣水蒸氣尿素C2H5N302總計(jì)92.841.957.3381.561334.231.864.56316.726.01001.061427.215.0420.0830.454.5234.740.0970.2717.680.05216.71539.756(4)一段蒸發(fā)器物料衡算一段蒸發(fā)器內(nèi)生成縮二脲反應(yīng)的計(jì)算一段蒸發(fā)器內(nèi)生成縮二脲量由物料平衡計(jì)算條件知為1.0㎏或0.01kmol其反應(yīng)方程式為：2(NH2)2CO→NH2CONHCONH2+NH3↑使用尿素的量：1×=1.16㎏或0.019kmol得到氨氣的量：1×=0.17㎏或0.01kmol一段蒸發(fā)器內(nèi)尿素水解反應(yīng)的計(jì)算一段蒸發(fā)器內(nèi)尿素水解量由物料衡算條件知為4.5㎏或0.075kmol(NH2)2CO+H2O→CO2+2NH36018442×174.5xyz水解消耗H2O：x=18×=1.35㎏或0.075kmol水解生成CO2：y=44×=1.3㎏或0.075kmol水解生成NH3：z=17×2×=2.55㎏或0.15kmol蒸發(fā)汽組成（5）蒸發(fā)汽中夾帶的尿素在冷凝后進(jìn)入尾氣吸收塔并在解析塔底廢液中排出，根據(jù)物料平衡計(jì)算條件知該部分尿素量為：0.36㎏或0.006kmol蒸發(fā)汽中的CO2：0.091+0.075=0.166kmol或7.19㎏蒸發(fā)汽中的NH3：0.27+0.01+0.15=0.43kmol或7.24㎏（6）一段蒸發(fā)后尿液組成尿液中的尿素：1001.05-(1.16+4.5+0.36)=997.03㎏或16.614kmol尿液中的縮二脲：0.058+0.01=0.068kmol或7.0㎏尿液中的H2O：997．03×=41.54㎏或2.31kmol蒸發(fā)汽中H2O：316.75-1.35-41.54=271.86㎏或15.215kmol（