开题报告年产五万吨尿素的生产工艺设计

《开题报告年产五万吨尿素的生产工艺设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、本科毕业设计（论文）开题报告题目：年产五万吨尿素的生产工艺设计课题类型：设计□实验研究□论文□学生姓名：孙卫星学号：专业班级：化学工程与工艺112班学院：生物与化学工程学院指导教师：沈凤翠讲师开题时间：2015/3/142015年3月14日开题报告内容和要求一、毕业设计研究内容和意义1.1研究内容尿素生产以煤为原料，采用改进型CO2汽提法工艺。尿素合成中有二氧化碳压缩，液氨升压，合成和气提，蒸发、解析和水解以及造粒等工序，同时还要进行尿素的工艺计算、降温设备的设计、设备选型，并绘制工艺流程图，最后对整个项

2、目进行经济分析和评价。1.2研究意义尿素主要用作化肥，工业上还用作制造脲醛树酯、聚氨酯、三聚氰胺-甲醛树脂的原料，在医药、炸药、制革、浮选剂、颜料和石油产品脱蜡等方面也有广泛的作用。因此尿素的设计优化工艺在未来农业生产上具有重大的作用以及广阔的前景。二、毕业设计研究现状和发展趋势2．1．1尿素的国内研究现状2010-2013年，中国尿素(折含N100%)产量整体保持稳步增长的态势，产量均高于2500万吨。2012年尿素增长率一度达到13.1%的高位，产量也是自2010年来首次突破3000万吨，达到3003.

3、83万吨。2014年，出现了近五年来的首次下滑，与2013年3333.18相比，减产了超100万吨，为3217.83万吨。国内尿素生产技术是在小装置能力的基础上形成的，最大的生产能力只能达到20万吨/a,因其投资低，基建快、潜力大等优势，得以在近年迅速地蓬勃地发展起来。主要的工艺技术有SHS技术、高压圈尿素优化组合技术和“节能增产新工艺”技术。据统计，我国现有尿素生产企业200多个，规模分为大型（引进48万吨/年以上）、中型（13—30万吨/年以上）、小型（4—13万吨/年），我国中小氮肥企业中90％采用煤

4、为原料，近年来产能发展较快。尿素的生产可以天然气、煤炭、重油等为原料。中国的能源储备具有“缺油、少气、有煤”的特点，与之相适应，国内尿素产业也形成了独特的工艺路线结构：中、东部企业的生产原料以煤炭为主，而西部大型装置特别是中石油下属的尿素企业均以天然气为原料。目前国内尿素原料构成比例为：煤基企业占72%，气基企业占26%，其余2%则为油基企业。制造尿素的原料是天然气、煤或石油之一和空气转化成氨和二氧化碳[5]。2．1.2尿素的国内发展趋势水溶液全循环法是将未反应的氨和二氧化碳用水吸收生成甲铵或碳酸铵水溶液再

5、循环返回合成系统。但该法存在以下问题：一、能量利用率低；二、一段甲铵泵腐蚀严重；三、流程过于复杂。气提法是针对水溶液全循环法的缺点而提出的。该法在简化流程、热能回收、延长运转周期和减少生产费用等方面都较水溶液全循环法。氨气提尿素法是利用氨气通入尿素合成出口溶液中，降低气相中二氧化碳的分压，从而促使液相甲铵分解和过剩氨的吸收。从世界范围来看氨气提尿素法发展非常迅速。氨气提法20世纪70年代初实现了工业化，虽不如二氧化碳气提法应用广泛，但有后来者居上的趋势。尿素是目前使用的固体氮肥含氮量最高的化肥，其含氮量为硝

6、酸铵的1.3倍，氯化铵的1.8倍，硫酸铵的2.2倍，碳酸氢铵的2.6倍。按照最近的行业统计，尿素产量最大的公司是中国石化，其产量高达350万吨/年。但是由于中石化的总体收入很大，尿素所占比例还是非常小。其他的尿素大户有海南中国海油化学公司和乌鲁木齐石化总厂。与普通尿素相比，大颗粒尿素在生产应用和市场销售方面有明显的优势。在国际市场上，大颗粒尿素也十分俏销。北美市场的大颗粒尿素销售价格比普通尿素每吨高出5-10美元，在西欧市场高出10-15美元。国内目前仅有海南富岛和宁夏两个企业生产大颗粒尿素，年总产量约为1

7、00万吨左右，仅占国内尿素年总产量的3.7%左右，远远不能满足市场需求。若要达到国际上大颗粒尿素所占的比例，还需增加400万吨的年产量。因此，尿素的生产开发目前在国内仍具有较大的发展空间[2]。2.2物理、化学性质尿素是一种由碳、氮、氧和氢组成的有机化合物，分子式为H2NCONH2。相对分子质量：60．06。又称尿素、碳酰胺、碳酰二胺脲，为白色无臭固体，熔点133-135℃，相对密度1.323(20/4℃)，易溶于水和乙醇，强热时分解成氨和二氧化碳。它是哺乳动物体内蛋白质代谢的最终产物，一个成年人每天的尿中

8、可排出尿素约30克2.3尿素的生产原理由液氨和二氧化碳气体直接合成尿素的总反应式为：2NH3+CO2—(NH2)2CO+H2O这是一个可逆的放热反应。实际上，该反应分两步进行。第一步由氨与二氧化碳生成中间产物氨基甲酸铵NH4COONH2，简称甲铵。第二步是甲铵脱水生成尿素，其反应式为：2NH3+CO2—NH2CO2NH4+159．47kJ(2-1)NH2CO0NH4—NH2CONH2+H2O-28．49kJ(2-