尿素生产方法原理尿素溶液的蒸发ppt课件.ppt

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1、复习高压气提分离系统中低压循环系统：中压级和低压级，中压：1.8~2.0MPa；低压：0.3~0.4MPa。未反应物回收循环的意义分解和回收的措施多级原则的概念1低压循环的压力，一般取为0.3-0.4MPa左右。压力越低，越容易从尿液中将NH3和CO2逐出，但返回的回收液浓度将更低（即加水量↗），温度也降低。如果压力更低，就需要加更多的水才能将同样多的NH3和CO2吸收下来，也是不利的。低压分离回收2尿液首先进入分解器(或称分解塔)。由于压力降低而立即有大量的气体闪蒸出来。为提高NH3和CO2转入气相的分率(工业上亦称之为总氨蒸出率和甲铵分解率)，需要加热提高温度。中低压

2、分解循环中低压循环，均包括合成尿素溶液的减压加热分解、分解气的冷凝吸收两部分。分解气的冷凝吸收条件，应力求在压力、温度和加水量之间取得最佳配合，以使加水量少，而吸收和冷凝要完全、而且不要析出固体结晶。31．尿素合成液分离的原理是什么？工业上是如何对分离物进行回收的？2．气提原理是什么？常用的气提剂有哪些？气提法的优点是什么？3．尿素高压合成圈是如何构成的（过程、设备）？其主要任务是什么？4．中压循环的压力的是如何选择确定的？中压段的任务是什么？《未反应物的分离与回收》作业题二4尿素生产的工艺流程80%尿液去蒸发冷结系统液NH3CO2氨冷器合成塔甲铵气提塔中压合成塔低压合成

3、塔真空合成塔氨冷器2氨冷器1中压吸收塔低压吸收塔真空冷凝器lg1.8MPa155℃0.45MPa140℃0.08MPa110℃52.3尿素溶液的蒸发2、理解尿素溶液加工的工艺流程。教学目标1、掌握尿素溶液蒸发的基本原理和工艺条件的选择。61、尿素蒸发的基本原理尿素溶液蒸发：将溶液加热到沸腾，使其中的水汽化而与尿素分离的过程。蒸发浓缩的必要性：经减压、加热分解循环后，得到尿素含量为70%-75%，NH3和CO2含量之和在1%左右的尿素水溶液；若将其加工成固体产品，还需经过蒸发工序，浓缩成含水量较少（1%）的熔融物方可造粒。72、尿素溶液蒸发过程的副反应及防止水解反应：在沸腾

4、的尿素溶液中，水解更为剧烈。缩合反应：缩二脲的生成率随温度的增加而增加；而在一定温度下，随着尿素溶液浓度的增高。在尿素生产各工序中副反应都有可能发生，但在尿素加工过程中尤为显著。要防止水解与缩合反应，蒸发过程应在尽可能低的温度下进行，并在很短的时间内完成。83、蒸发工艺条件的选择蒸发工艺条件的选择，除了应满足沸腾蒸发的一般要求外，更要尽量减少副反应的发生，以保证尿素的产量和质量。尿素溶液的蒸发涉及到尿素和水的二元体系相图910压力线（气液平衡线）：溶液在该压力下的沸点相图性质：线：液固平衡线尿素的溶解度线冰的饱和线高压力时，无固相出现0.10MPa130℃0.05MPa1

5、12℃结论：尿素溶液的沸点与其浓度和蒸发操作压力有关。103、小于0.0263MPa时，沸点压力线和结晶线相交，就可能产生尿素结晶。1、大于0.0263MPa，沸点压力线位于结晶线之上，不会有结晶析出。2、若采用一段蒸发将尿液从75%浓缩至99.7%，虽无结晶析出，但势必将温度提得太高，结果加剧副反应发生。蒸发操作压力的选择11据以上分析，采用减压蒸发可以降低尿素溶液的沸点，防止副反应的发生。实际生产过程中，蒸发过程不能在一个压力段进行，常分为两段。压力的选择必须考虑蒸发出大部分水和尿素不致结晶为宜，否则将堵塞蒸发设备的加热管道，影响操作。尿液蒸发过程的设计1213典型的

6、两段蒸发的工艺条件真空减压蒸发①一段：压力0.033MPa，温度130℃，尿液从75%浓缩到95%；蒸出大量水分，随着浓度的提高，温度也不断上升，副反应明显，所以一段蒸发只能到一定的浓度。②二段：压力0.0033-0.0067MPa，温度140℃（使尿素熔融物保持流动性，防结晶），可使尿液浓缩到99.7%，且不会有结晶出现。134、尿素溶液加工的工艺流程14闪蒸：低压分解后来的尿液，经自动减压阀减为常压，进入闪蒸槽1，闪蒸槽内压力为0.06MPa。它的出口气管与一段蒸发分离器6出口管连接在一起，其真空度由蒸汽喷射泵17产生。由于减压，部分水分和氨、二氧化碳气化吸热，使尿素

7、温度下降到105～110℃。出闪蒸槽尿液质量分数约74%左右进入尿液缓冲槽2，槽内有蒸汽加热保温管线。然后，尿液由尿液泵3打入尿液过滤器4除去杂质，送入一段蒸发加热器5。尿液的闪蒸、过滤作用：可减少加热蒸汽的耗量。15一段蒸发加热、分离在一段蒸发加热器5内，用蒸汽管外加热，使尿液温升至130℃左右。由于减压加热，部分水分气化后进入一段蒸发分离器6，一般蒸发分离器内部压力约为0.0263～0.0333MPa，该压力由蒸汽喷射泵17产生，气液分离后，尿液质量分数约为95%～96%，进二段蒸发加热器7。16二段蒸发加热、分离在二段蒸