尿素化工厂合成设计

毕业设计题目：10万吨/年尿素化工厂合成工艺设计系别：专业：姓名：学号：指导教师：河南城建学院2012年5月20日河南城建学院毕业设计（论文）任务书题目10万吨/年尿素化工厂合成工艺设计系别化学化工系专业化学工程与工艺班级学号学生姓名指导教师发放日期2011年12月19日河南城建学院本科毕业设计（论文）任务书一、主要任务与目标：设计题目：尿素合成工艺设计设计任务：本设计采用水溶液全循环法，在减压加热的基础上，将未转化为尿素的甲铵分解和气化，从而达到将未反应物与尿素分离的目的。其中对尿素合成塔和中压吸收塔做重点计算，设计合成尿素工段工艺流程，设计该工段的工艺计算，以及对装置、设备图的绘制。设计条件：由煤气化经净化而来的原料气CO2和由氨合成塔而来的液氨，在温度185~200℃、操作压力19Mpa左右、氨碳比范围为3～5、水碳比为0.7～1.2、反应时间为40～60min的条件下发生下面两个反应合成尿素：2NH3(l)+CO2(g)=NH4COONH2(l)+119.2Kj/molNH4COONH4(l)=CO(NH2)2(l)+H2O(l)+15.5Kj/mol设计目标:成品尿素组成总碳（N）含量（%）（以干基干）≥缩二脲含量（%）≤水分含量（%）粒度（φ0.8mm～φ2.5mm）（%）一级品46.01.00.590二级品46.01.81.090二、主要内容与基本要求：主要内容：1．明确设计任务，查阅文献资料；2.确定设计方案，通过技术及经济筛选、对比，选定技术先进、经济效益好的设计方案；3.明确已知条件，工艺参数及计算基准；4.工艺计算，包括物料衡算及热量衡算，反应釜及吸收塔的工艺和机械强度计算；5.CAD绘制（带控制点流程图、主设备图、物料衡算图）；6.编写设计说明书。基本要求：对所涉及的化工生产过程的原理，工艺参数，流程，影响因素及控制手段有一定的掌握。按课程设计任务书的条件和要求，根据所学理论知识和技能和积累的素材，自主的，创造性的完成设计的工作。三、计划进度：接受设计任务：1天收集资料：3天制定设计方案提交设计开题报告：5天设计计算：25天设计图纸绘制：15天编制说明书：4天答辩：2天合计：55天四、主要参考文献：《塔设备设计》上海科学技术出版社《化工容器及设备简明设计手册》化学工业出版社《化工设备设计基础》化学工业出版社《化工工艺设计手册》化学工业出版社《化工过程设计》化学工业出版社《化学工程手册》化学工业出版社《无机化工工艺学》西安交通大学出版社《合成氨生产工艺》化学工业出版社指导教师（签名）：年月日教研室审核意见：（建议就任务书的规范性；任务书的主要内容和基本要求的明确具体性；任务书计划进度的合理性；提供的参考文献数量；是否同意下达任务书等方面进行审核。）教研室主任签名：年月日注：任务书必须由指导教师和学生互相交流后，由指导老师下达并交教研室主任审核后发给学生，最后同学生毕业论文等其它材料一起存档。·成绩评定·毕业设计（论文）成绩评定成绩评定说明一、答辩前每个学生都要将自己的毕业设计（论文）在指定的时间内交给指导教师和评阅教师，由指导教师和评阅教师审阅，写出评语并评分。二、答辩工作结束后，答辩小组应举行专门会议按学校统一的评分标准和评分办法，在参考指导教师和评阅教师评定结果的基础上，评定每个学生的成绩。系对专业答辩小组提出的优秀和不及格的毕业设计（论文），要组织系级答辩,最终确定成绩，并向学生公布。三、各专业学生的最后成绩应符合正态分布规律。四、具体评分标准和办法见《河南城建学院毕业设计（论文）工作管理规程》。班级姓名学号综合成绩：分（折合等级）答辩小组组长签字年月日·指导教师评定意见·一、评语：二、评分：（1）理工科评分表评分项目工作态度与纪律（10分）毕业设计（论文）完成任务情况与水平（40分）数据处理、文字表达（10分）基础理论和基本技能（20分）创新能力（20分）合计（100分）评分（2）文科评分表评分项目文献阅读与文献综述（20分）外文翻译（10分）论文撰写质量（40分）学习态度（10分）论证能力与创新（20分）合计（100分）评分指导教师签字：年月日·评阅教师评定意见·一、评语：二、评分：评分项目规范化程度（10分）数据处理、文字表达（10分）质量（正确性、条理性、创造性、实用性）（40分）成果的技术水平（科学性、系统性）（40分）合计（100分）评分评阅教师签字：年月日·答辩小组评定意见·一、评语：二、评分：评分项目完成任务情况（20分）毕业设计（论文）质量（40分）表达情况（15分）回答问题情况（25分）合计（100分）评分答辩小组成员签字：年月日毕业答辩说明1、答辩前，答辩小组成员应详细审阅每个答辩学生的毕业设计（论文），为答辩做好准备，并根据毕业设计（论文）质量标准给出实际得分。2、严肃认真组织答辩，公平、公正地给出答辩成绩。3、指导教师应参加所指导学生的答辩，但在评定其成绩时宜回避。4、答辩中要有专人作好答辩记录。北京化工大学本科毕业设计设计说明I设计说明本设计采用水溶液全循环法，使用氨和二氧化碳直接合成尿素，是将未转化成尿素的氨和二氧化碳经减压加热和分离后，用水吸收生成甲铵或碳酸铵水溶液，然后全部返回合成系统循环利用，原料氨利用率可达97%以上。水溶液全循环法主要包含以下步骤：（1）二氧化碳的压缩与净化，（2）氨的输送及尿素的合成，（3）循环回收，（4）尿素溶液加工，（5）工艺冷凝液的分配及解吸等个步骤进行合成尿素，并围绕如何调高二氧化碳二氧化碳的转化率，减少循环量，降低能耗以及提高尿素质量来进行。首先进行工艺流程分析并根据工艺参数及有关标准进行尿素合成塔和冷凝器内的物料、热量衡算；其次就解吸塔等设备利用传质传热方程、溶液物性数据等方面的知识进行塔体的总体结构设计和计算，设计出解吸塔塔径0.8m，塔高11.16m；然后对解吸塔进行了必要的强度校核；最后绘制了主设备图和工艺流程图。关键词：尿素合成，水溶液全循环法，物料衡算，热量衡算，设备计算北京化工大学本科毕业设计DesigndescriptionIIDesigndescriptionThisdesignusesatotalrecycleoftheaqueoussolution,theuseofammoniaandcarbondioxide,thedirectsynthesisofurea,isnotconvertedintourea,ammoniaandcarbondioxide,waterabsorptionafterdecompressionheatingandseparationtogenerateammoniumorammoniumcarbonateaqueoussolution,andthenallreturntothecycleofsynthesissystemutilizationoftherawmaterialammoniautilizationupto97%.Fullcirculationoftheaqueoussolutionoffatconsistsmainlyofthefollowingsteps:(1)carbondioxidecompressionandpurification,(2)deliveryofammoniaandureasynthesis,(3)recycling,(4)oftheureasolutionprocessing,(5)processcondensatedistributionanddesorptionstepsynthesisofurea,andfocusonhowtheconversionrateofincreaseincarbondioxidecarbondioxide,reducingthecirculationrate,reduceenergyconsumptionandimproveureaquality.Processanalysisofthefirstmaterialsinaccordancewiththeprocessparametersandstandardswithintheureareactorandthecondenserheatbalance;followedbythedesorptiontowerandotherequipmentusedtoheatandmasstransferequations,thesolutionpropertydataandotherknowledgeoftowerbodytheoverallstructuraldesignandcalculations,designthedesorptionTatadiameter0.8mhightower,11.16m;desorbersthenecessarystrengthcheck;finallydrawthemastermapandprocessflowdiagram.Keywords:urea,watersolutionfullrecyclesmethod,materialbalance,heatbalancecalculation,equipment北京化工大学本科毕业设计目录i目录主要符号说明.......................................................iv1引言.............................................................11.1尿素的物化性质和用途.........................................................................................11.1.1尿素的物理性质..............................................................................................11.1.2尿素的化学性质..............................................................................................11.1.3尿素的用途......................................................................................................11.2尿素的生产方法简介............................................................................................21.2.1水溶液全循环法..............................................................................................21.2.2CO2气提法.......................................................................................................21.3两种方法的比较.....................................................................................................31.3.1水溶液全循环尿素工艺的优、缺点..............................................................31.3.2CO2汽提法尿素工艺的优、缺点................................................................