尿素生產(chǎn)方法原理尿素溶液的蒸發(fā)ppt課件.ppt

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1、復(fù)習(xí)高壓氣提分離系統(tǒng)中低壓循環(huán)系統(tǒng)：中壓級(jí)和低壓級(jí)，中壓：1.8~2.0MPa；低壓：0.3~0.4MPa。未反應(yīng)物回收循環(huán)的意義分解和回收的措施多級(jí)原則的概念1低壓循環(huán)的壓力，一般取為0.3-0.4MPa左右。壓力越低，越容易從尿液中將NH3和CO2逐出，但返回的回收液濃度將更低（即加水量↗），溫度也降低。如果壓力更低，就需要加更多的水才能將同樣多的NH3和CO2吸收下來(lái)，也是不利的。低壓分離回收2尿液首先進(jìn)入分解器(或稱分解塔)。由于壓力降低而立即有大量的氣體閃蒸出來(lái)。為提高NH3和CO2轉(zhuǎn)入氣相的分率(工業(yè)上亦稱之為總氨蒸出率和甲銨分解率)，需要加熱提高溫度。中低壓

2、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解、分解氣的冷凝吸收兩部分。分解氣的冷凝吸收條件，應(yīng)力求在壓力、溫度和加水量之間取得最佳配合，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。31．尿素合成液分離的原理是什么？工業(yè)上是如何對(duì)分離物進(jìn)行回收的？2．氣提原理是什么？常用的氣提劑有哪些？氣提法的優(yōu)點(diǎn)是什么？3．尿素高壓合成圈是如何構(gòu)成的（過(guò)程、設(shè)備）？其主要任務(wù)是什么？4．中壓循環(huán)的壓力的是如何選擇確定的？中壓段的任務(wù)是什么？《未反應(yīng)物的分離與回收》作業(yè)題二4尿素生產(chǎn)的工藝流程80%尿液去蒸發(fā)冷結(jié)系統(tǒng)液NH3CO2氨冷器合成塔甲銨氣提塔中壓合成塔低壓合成

3、塔真空合成塔氨冷器2氨冷器1中壓吸收塔低壓吸收塔真空冷凝器lg1.8MPa155℃0.45MPa140℃0.08MPa110℃52.3尿素溶液的蒸發(fā)2、理解尿素溶液加工的工藝流程。教學(xué)目標(biāo)1、掌握尿素溶液蒸發(fā)的基本原理和工藝條件的選擇。61、尿素蒸發(fā)的基本原理尿素溶液蒸發(fā)：將溶液加熱到沸騰，使其中的水汽化而與尿素分離的過(guò)程。蒸發(fā)濃縮的必要性：經(jīng)減壓、加熱分解循環(huán)后，得到尿素含量為70%-75%，NH3和CO2含量之和在1%左右的尿素水溶液；若將其加工成固體產(chǎn)品，還需經(jīng)過(guò)蒸發(fā)工序，濃縮成含水量較少（1%）的熔融物方可造粒。72、尿素溶液蒸發(fā)過(guò)程的副反應(yīng)及防止水解反應(yīng)：在沸騰

4、的尿素溶液中，水解更為劇烈?？s合反應(yīng)：縮二脲的生成率隨溫度的增加而增加；而在一定溫度下，隨著尿素溶液濃度的增高。在尿素生產(chǎn)各工序中副反應(yīng)都有可能發(fā)生，但在尿素加工過(guò)程中尤為顯著。要防止水解與縮合反應(yīng)，蒸發(fā)過(guò)程應(yīng)在盡可能低的溫度下進(jìn)行，并在很短的時(shí)間內(nèi)完成。83、蒸發(fā)工藝條件的選擇蒸發(fā)工藝條件的選擇，除了應(yīng)滿足沸騰蒸發(fā)的一般要求外，更要盡量減少副反應(yīng)的發(fā)生，以保證尿素的產(chǎn)量和質(zhì)量。尿素溶液的蒸發(fā)涉及到尿素和水的二元體系相圖910壓力線（氣液平衡線）：溶液在該壓力下的沸點(diǎn)相圖性質(zhì)：線：液固平衡線尿素的溶解度線冰的飽和線高壓力時(shí)，無(wú)固相出現(xiàn)0.10MPa130℃0.05MPa1

5、12℃結(jié)論：尿素溶液的沸點(diǎn)與其濃度和蒸發(fā)操作壓力有關(guān)。103、小于0.0263MPa時(shí)，沸點(diǎn)壓力線和結(jié)晶線相交，就可能產(chǎn)生尿素結(jié)晶。1、大于0.0263MPa，沸點(diǎn)壓力線位于結(jié)晶線之上，不會(huì)有結(jié)晶析出。2、若采用一段蒸發(fā)將尿液從75%濃縮至99.7%，雖無(wú)結(jié)晶析出，但勢(shì)必將溫度提得太高，結(jié)果加劇副反應(yīng)發(fā)生。蒸發(fā)操作壓力的選擇11據(jù)以上分析，采用減壓蒸發(fā)可以降低尿素溶液的沸點(diǎn)，防止副反應(yīng)的發(fā)生。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，蒸發(fā)過(guò)程不能在一個(gè)壓力段進(jìn)行，常分為兩段。壓力的選擇必須考慮蒸發(fā)出大部分水和尿素不致結(jié)晶為宜，否則將堵塞蒸發(fā)設(shè)備的加熱管道，影響操作。尿液蒸發(fā)過(guò)程的設(shè)計(jì)1213典型的

6、兩段蒸發(fā)的工藝條件真空減壓蒸發(fā)①一段：壓力0.033MPa，溫度130℃，尿液從75%濃縮到95%；蒸出大量水分，隨著濃度的提高，溫度也不斷上升，副反應(yīng)明顯，所以一段蒸發(fā)只能到一定的濃度。②二段：壓力0.0033-0.0067MPa，溫度140℃（使尿素熔融物保持流動(dòng)性，防結(jié)晶），可使尿液濃縮到99.7%，且不會(huì)有結(jié)晶出現(xiàn)。134、尿素溶液加工的工藝流程14閃蒸：低壓分解后來(lái)的尿液，經(jīng)自動(dòng)減壓閥減為常壓，進(jìn)入閃蒸槽1，閃蒸槽內(nèi)壓力為0.06MPa。它的出口氣管與一段蒸發(fā)分離器6出口管連接在一起，其真空度由蒸汽噴射泵17產(chǎn)生。由于減壓，部分水分和氨、二氧化碳?xì)饣鼰?，使尿?/p>

7、溫度下降到105～110℃。出閃蒸槽尿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)約74%左右進(jìn)入尿液緩沖槽2，槽內(nèi)有蒸汽加熱保溫管線。然后，尿液由尿液泵3打入尿液過(guò)濾器4除去雜質(zhì)，送入一段蒸發(fā)加熱器5。尿液的閃蒸、過(guò)濾作用：可減少加熱蒸汽的耗量。15一段蒸發(fā)加熱、分離在一段蒸發(fā)加熱器5內(nèi)，用蒸汽管外加熱，使尿液溫升至130℃左右。由于減壓加熱，部分水分氣化后進(jìn)入一段蒸發(fā)分離器6，一般蒸發(fā)分離器內(nèi)部壓力約為0.0263～0.0333MPa，該壓力由蒸汽噴射泵17產(chǎn)生，氣液分離后，尿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為95%～96%，進(jìn)二段蒸發(fā)加熱器7。16二段蒸發(fā)加熱、分離在二段蒸