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--1第一章尿素岗位任务1．总控岗位任务将液氨与CO2气体及循环回收的氨基甲酸铵溶液在一定的压力和温度条件下合成，并对未反应物进行两段分解、两段吸收，使之循环回收至合成塔，重新参与合成。2．蒸发岗位任务将二分塔出来的尿液经向蒸一、二段蒸发系统真空加热提浓至99．7%的熔融尿素，送往造粒塔加工成固体尿素3．泵房岗位任务泵房承担尿素生产工艺流程中的液体输出任务，泵房操作工负责各类泵起动和停车的操作，并维持各类泵的正常运行。4．解吸岗位任务1#尿素两套解吸的任务是将精炼来的氨水送到解吸塔内进行解吸，解吸放出的含氨、二氧化碳气体在解吸冷凝器内形成甲铵液，作为冷流回流到解吸塔顶部，出解吸冷凝器的含氨、二氧化碳及水的气体则返回到1#尿素低压吸收系统重新回收利用，解吸塔底排放液达指标送外工段使用。2#尿素深度水解的任务是将1#2#尿素来的氨水送到汽提塔内，进行尿素的水解及氨的汽提反应，得到的NH3、CO2及H2O在顶部冷凝器内形成甲胺液，然后一部分甲胺液回流到汽提塔顶，另一部分则返回到1#2#尿素低压吸收系统重新回收利用，汽提塔底排放液指标达到锅炉给水标准，回收利用，使尿素装置达到零排放。5．流化床岗位任务将小颗粒尿素成品进行降温除尘，提高尿素成品质量；同时将粉尘进行洗涤回收到蒸发再利用。6．分析岗位任务按照分析规程每小时对尿素成品缩二脲、水分、粒度进行分析监控，确保不合格品不流出公司。7．电子称岗位任务根据所需要的重量、速率输入智能微机，由测量变送装置指挥动力机械设备完成成品尿素的包装，负责重量的调试及监控，对尿素内在质量及外观包装质量进行检--2测监督，并根据产品等级指挥包装人员进行分类堆放工作、产品标识，同时做好每班产品（等级）数量统计工作。8．包装岗位任务将蒸发造粒工序送来的成品尿素准确称量（40Kg或50Kg）后进行包装，运送到货场堆码存放。--3Xco2=第二章尿素生产的工作原理第一节合成尿素原理1．合成尿素总反应式由液氨与二氧化碳气体直接合成尿素的总反应式为：2NH3（液）+CO2（气）=CO（NH2）2（液）+H2O（液）+Q这是一个可逆的放热反应。2．合成尿素的两个步骤合成尿素分两步进行：第一步由氨与二氧化碳生成中间产物甲铵，其反应式为：2NH3（液）+CO2（气）=NH2COONH4（液）+Q1第二步由甲铵脱水生成尿素，其反应式为：（合成尿素过程中的控制反应）NH2COONH4（液）=CO（NH2）2（液）+H2O（液）-Q23．使甲铵液处于液相状态的条件使甲铵液处于液相状态的条件：·温度必须高于甲铵液熔点（154℃）；·压力必须高于甲铵液平衡压力。4．尿素反应进行程度的表示方法以尿素的产率表示尿素的反应进行程度，由于尿素的生产都采用过剩氨，因此用二氧化碳转化率（Xco2）来表示尿素的产率。转化成尿素的CO2量尿素的重量×100%CO2的总量尿素的重量%+1．365CO2的重量%5．反应温度对二氧化碳转化率的影响反应温度对二氧化碳转化率的影响：二氧化碳平衡转化率随反应温度升高而逐渐增大，在温度为190～200℃之间出现一个最高值，而后二氧化碳平衡转化率随着反应温度的上升而下降，因为甲铵脱水生成尿素的反应是合成尿素过程的控制反应，此反应吸热，因而提高反应温度对生成尿素有利，但二氧化碳平衡转化率在190～200℃后随着反应温度的升高而降低的原因，可能是由于产生副反应的缘故。6．氨碳比对二氧化碳转化率的影响氨碳比对二氧化碳转化率的影响：氨碳比越高，CO2转化率增加；当氨碳比（NH3/×100%=--4CO2）=2时Xco2为40%；当氨碳比（NH3/CO2）=3时Xco2为54%，当氨碳比（NH3/CO2）=4时Xco2为67．5%7．水碳比对二氧化碳转化率的影响增加了水既增加了生成物的浓度，不利于尿素的生成。因此水碳比的增高，使从CO2转化率下降；在尿素生产中，水碳比（H2O/CO2）增加0．1，二氧化碳转化率降低1%。8．压力对二氧化碳转化率的影响压力对二氧化碳转化率的影响：在合成尿素的过程中，压力不是一个独立的变数，它是依赖于温度，氨碳比及水碳比而定。合成尿素的操作压力一般较为平衡压力稍高。所谓平衡压力即反应达到气液相之间的物理平衡，也达到了化学平衡，此时物系的压力。若操作压力低于平衡压力，不但氨从液相中逸出，使液相中过剩氨降低，同时会使甲氨分解，从而降低了CO2转化率。9．影响合成尿素的反应速度的因素合成尿素的反应速度常用单位时间内所能达到的CO2转化率表示（即尿素生成速度），其影响因素如下：·温度的影响：在多极温度下，对于相同的反应时间，随着温度的增加，CO2转化率也增加。温度超过200℃时，反应速度变慢，CO2转化率反而下降，这可能是由于产生副反应等的结果。·过剩氨的影响：由于过剩氨的存在，降低了甲氨的熔点，温度为150℃时，虽然低于甲氨的熔点，但一开始物料便为液相反应速度就较快。在相同温度下，有过剩氨时反应速度较大，而且CO2转化率也较高。·液体动力学条件的影响：在工业上尿素合成塔内物料由于温度、比重的不同产生了返混现象。返混的结果，使合成塔上部尿素含量较多的物料与底部尿素含量较少的物料混合，这不仅降低了出口物料中尿素的浓度，而且由于顶部生成物（尿素和水）返回底部，使反应速度降低。因此在直径大，高径比小的合成塔中，必须考虑防止返混现象。为了防止返混现象，一般在合成塔内装置若干筛板。物料经筛板时由于断面缩小，流速加大，增加了流动状态，增加了氨和二氧化碳的接触面积，加快了反应速度，因此增加了筛板后，提高了二氧化碳转化率。--5第二节中压分解吸收原理1．从甲铵液中分离未转化物的方法从合成塔出来的合成液中有未被转化成尿素的甲铵和过剩氨。甲铵的生成反应是放热和体积减少的过程，如果减压，加热合成液中未转化的甲铵向分解合成气体氨和二氧化碳的方向进行。降低压力，提高溶液的温度，溶液中氨和二氧化碳气体溶液度会大大降低。所以从合成液中分离出来转化物的操作需要采用减压加热，既有利于甲铵的分解，也有利于使溶液在合成液中的过剩氨和二氧化碳汽提蒸馏出来。2．分解温度对甲铵分解率和氨的蒸出率的影响在中压分解系统中，甲铵分解率随温度的增长速度大于氨随温度增长速度，这是因为合成液中的过剩氨是物理性溶液，而甲铵是化合物存在于合成液中，过剩氨在合成塔减压后虽然温度很低也能大量蒸出，这说明过剩氨的蒸出率受压力的影响比温度大。而甲铵的分解，只要温度达到甲铵在此压力下的离解温度，甲铵就会大量分解。如果压力低，但没有达到甲铵分解温度，甲铵分解量少，这就表明甲铵的分解率受温度的影响比压力大。3．分解压力对甲铵分解率和氨的蒸出率的影响分解温度一定时，分解压力的降低，甲铵分解率和氨的蒸出率升高。但氨的蒸出率明显高于甲铵的分解率，这说明分解压力对氨的蒸出率的影响比对甲铵分解率的影响要大。4．分解气中含水量的高低的影响因素分解气中含水量的高低和影响因素：·分解气中的水含量与温度有关，当温度升高后进入中压分解系统而合成液中的水也被同时蒸出，使气相中的水含量，随温度的上升而上升；·当温度一定时，压力越低，分解气相中含水量上升；·分解气相中的水含量与进合成塔物料中的NH3/CO2有关，与H2O/CO2也有关，当NH3/CO2比一定时NH3/CO2﹥0．6时，随着NH3/CO2的增加，使合成液中的水蒸发量增大，分解气中含水量增加；当H2O/CO2一定时，NH3/CO2﹥4．2时，随着NH3/CO2的增加，使中压系统中氨蒸出率增大，由于氨的蒸出引起合成液中的水大量蒸发，所以分解气相含水量增加。5．中压分解预分离流程设置目的及优缺点--6设置预分利器的目的就是使气体进入回收吸收系统的水量减少，有利于全系统的水平衡。优点：可以使大部分游离氨得到分离缺点：·分解气相中带水量多；·中压分解及蒸发加热器耗蒸汽多，不利于中压吸收及蒸发的操作；·中压设备易腐蚀。6．中压分解预精馏流程设置目的及优缺点中压分解预精馏流程设置的目的：提高合成液出精馏段的温度，也就是提高了进一分加热器合成液的温度，减少了加热器的负荷，使精馏段的分解气温度降低，气相中水蒸气分压降低，气相含水减少了，这样在吸收系统回收时，使分解气水中的氨和二氧化碳能够生成浓的甲铵液，减少了进合成塔的水量，提高CO2转化率优点：·分解气相中带水少；·中压分解及蒸发加热器耗蒸汽量少，有利于中压吸收的操作；·在保持合成塔H/C相同的情况下，允许低压吸收液含有较多的水，有利于低压吸收操作相应可以降低低压系统压力，从而可以降低低压分解温度，可减少尿液中缩二尿的形成和尿液的水解。缺点：中压分解塔腐蚀严重，因为出合成塔的合成液经减压被分解气体的精馏使氧绝大部分逸出，进入加热器的合成液在较低氧含量的情况下加热到160℃，使一般含钼量不锈钢材料容易腐蚀。7．甲铵液组分对二氧化碳的吸收的影响·当甲铵液中当H2O/CO2一定，NH3/CO2增加时，气相中CO2百分含量下降，氨含量上升。这是因为液相中易挥发物氨增加，使气相中氨的分压增加，CO2分压下降·当甲铵液组成固定，溶液温度上升，气相二氧化碳含量增加，这是由于CO2的冷凝效率及溶液度下降的缘故，特别在NH3/CO2比较小的时候，溶液温度对气相中二氧化碳浓度增加的影响比较显著，而在NH3/CO2比较大时影响较小，一般溶液温度增加20℃，气相中二氧化碳浓度增加2～6倍左右。·当甲铵液中NH3/CO2一定时，H2O/CO2增加时对CO2吸收有利，反之，H2O/CO2减少时，甲铵液变浓对CO2吸收有利。--7第三节低压分解吸收原理1．低压分解塔的精馏过程低压分解塔的精馏过程：经中压分解后的中压分解液，压力由17公斤/厘米2，减压至2～3公斤/厘米2，使中压分解液中的部分甲铵分解成为氨和二氧化碳气体。进入低压分解塔顶部的中压分解液由塔顶经过填料层的精馏段，不断往下流动，最后进入加热器底部，中压分解液中未分解的甲铵进一步分解，然后从加热器顶部出来进入低压分解分离器，分离器出来的气体经过风帽由填料层的精馏段不断上升，进行传热与传质，气相中的沸点较高的水蒸汽不断地被塔顶流下来的溶液所冷凝，尿液中未分解的甲铵被气体加热后，不断分解和气化成氨和CO2，所以塔顶气体主要是高浓度的氨和CO2，塔底排出的主要是尿素的水溶液。2．低压分解温度与压力对低压分解的影响·分解温度的影响：低压分解温度越高，低压甲铵分解率与总氨蒸出率也越大，液相中残余的CO2与NH3含量越少；·分解压力的影响：分解压力愈低，总氨蒸出率越高，甲铵分解率也升高，液相中残余氨和CO2就越少3．低压分解温度对蒸发系统的影响低压分解压力不变时：温度低，分解后分解液中NH3/Ur和CO2/Ur高，分解液中含游离氧和甲铵多，进入蒸发后游离氧与甲铵的蒸馏和分解大量吸热，蒸发的热负荷增加，蒸发加热器的蒸汽量增大。如果蒸汽供应不足，则蒸发尿液温度提不起，另外由于蒸发二分离器，二次蒸汽中NH3与CO2的增加，使蒸发表冷器的冷凝负荷增加，冷却水增大，有时引起蒸发冷凝液系统管道的堵塞，如果冷却水供应不足，则蒸发真空度提不起来。所以分解温度低，不但增加生产中氨耗，而且增加蒸发系统蒸汽和冷却水的消耗，有时真空度提不起。·温度高，分解后分解液中甲铵和游离氨虽然少，但是进入蒸发和尿液中缩二脲含量高，尿素的水解增加，影响产品质量，影响氨耗。低压分解后尿液中一般要求缩二脲含量在0．4-0．5%以下。根据上述两点，低压分解温度应控制在最佳状态，正常温度一般在145-150℃。--8第四节解吸原理1．解吸的含义解吸的含义：解吸就是吸收的反过程，水溶液全循环流程中是利用氨在不同压力和温度下，在水中的溶解度不同，使氨被解吸出来，这就叫解吸。2．设置解吸的目的·将CN槽中的氨与CO2用蒸汽蒸出来返回低压吸收系统，使原料得到全部利用，以达到降低原料消耗的目的。·控制CN槽液位，在生产中一段蒸发的冷凝液作为尾气吸收塔的循环吸收剂，使CN槽中碳氨液保持在一定的浓度和液位，通过解吸后，回收原料氨和CO2，系统中多余的水排至地沟。3．设置深度水解的目的设置深度水解的目的：将尿素来的氨水送到汽提塔