尿素生产工艺与操作 中级本PDF电子书下载

第一节 尿素工业在国民经济中的地位 1

第一章 概述 1

第二节 国内外尿素生产概况及发展趋向 3

第三节 尿素的性质 7

一、物理性质 7

二、化学性质 13

第四节 尿素的生产方法 14

第五节 氨和CO2的特性和要求 18

一、氨的物理化学性质 18

三、合成尿素对原料的要求 23

二、CO2的物理化学性质 23

第六节 尿素产品的消耗定额和质量指标 25

复习题 28

参考文献 29

第二章 相图的基本知识 30

第一节 相律 31

第二节 单组分平衡相图 36

第三节 双组分体系平衡相图 38

一、NH3-H2O体系气液相平衡图 38

二、NH3-CO2体系气液平衡相图 41

三、CO(NH2)2-H2O体系液固平衡相图 45

第四节 三组分体系相图 48

一、三组分体系相图的表示规则 49

二、NH3-CO2-H2O三组分体系的液固平衡多温图 51

三、NH3-CO2-H2O三组分体系饱和溶液相图 54

四、NH3-CO2-H2O三组分体系不饱和溶液相图 57

复习题 60

参考文献 61

一、CO2压缩机气体工艺流程 62

第一节 CO2压缩机和蒸汽透平工艺流程 62

第三章 CO2气的压缩和液氨加压 62

二、蒸汽和真空冷凝工艺流程 64

第二节 CO2压缩机与蒸汽透平的特性及其结构 67

一、CO2离心压缩机的工作原理 68

二、CO2离心压缩机的结构 69

三、CO2离心压缩机的操作性能及喘振 77

四、蒸汽透平的性能与结构特点 84

五、蒸汽透平的辅助设备 88

第三节 供油系统 89

一、供油系统流程和设备 90

二、油质要求 93

三、供油系统的操作指标 95

第四节 CO2压缩机组的调节系统和保护系统 96

一、PG-PL型调速器的工作原理 97

二、PG-PL型调速器的动作 103

三、采用PG-PL调速器的速度调节原理 104

四、阿斯卡尼亚喷管调节器的工作原理 106

五、CO2压缩机的汽轮机调节系统 107

六、CO2压缩机组的保护装置 109

一、开机前的准备工作 114

第五节 CO2压缩机组的操作控制 114

二、开机 117

三、停机 119

四、正常操作 120

第六节 氨的加压 121

一、液氨加压工艺流程 121

二、高压氨泵分类 122

三、高压氨泵的工作原理 122

四、高压氨泵的排送流量 124

五、透平驱动型高压氨泵 125

六、电动机驱动型高压氨泵 126

七、高压氨泵工作过程保护系统 130

八、高压氨泵的正常操作 131

九、高压氨泵开停 133

复习题 134

参考文献 135

三、CO2气提 136

第四章 CO2气提法高压系统工艺原理与操作 136

第一节 高压系统工艺流程说明 136

一、高压甲铵冷凝 136

二、尿素合成 138

四、高压洗涤 140

第二节 尿素合成的化学平衡与反应速度 140

一、氨基甲酸铵的性质 141

二、尿素合成反应的化学平衡 145

三、影响CO2平衡转化率的主要因素 157

四、尿素合成的反应速度 160

第三节 从相图上看甲铵生成与尿素合成的工艺过程 163

一、高压甲铵冷凝器冷凝过程分析 163

二、NH3-CO2-Ur·1H2O似三元体系相图在尿素合成中的应用 165

三、尿素合成工艺指标的选择 170

第四节 CO2气提法的高压循环回收 173

一、气提的理论基础 174

二、NH3-CO2-Ur·1H2O似三元相图在气提过程中的应用 176

三、CO2气提过程工艺指标的选择 178

四、高压洗涤及尾气的防爆 181

第五节 CO2气提法高压系统设备说明 191

一、高压甲铵冷凝器 191

二、尿素合成塔 194

三、气提塔 200

四、高压洗涤器 206

一、高压甲铵冷凝器与尿素合成塔的操作 211

二、气提塔与高压蒸汽饱和器的操作 217

三、高压洗涤器与高压调温水的操作 219

第七节 设备的腐蚀与耐腐蚀材料 220

第六节 CO2气提法高压系统的正常操作 221

一、影响尿素用材料腐蚀的因素 221

二、尿素生产设备用材料腐蚀的类型 223

三、尿素工厂耐腐蚀材料 226

四、操作对高压系统设备防腐蚀的影响 228

复习题 233

参考文献 235

第五章 CO2气提法循环系统工艺原理与操作 236

第一节 低压分解 237

一、低压分解工艺流程说明 237

二、低压分解基本原理 238

三、低压分解工艺指标的选择 245

四、真空闪蒸分解原理及其工艺指标选择 246

五、低压分解工艺指标一览表 247

一、冷凝吸收工艺流程说明 248

第二节 冷凝吸收 248

二、冷凝吸收基本原理 251

三、NH3-CO2-H2O三元体系饱和溶液相图 251

四、冷凝吸收工艺指标的选择 255

五、冷凝吸收工艺指标一览表 262

第三节 解吸和水解 262

一、解吸和水解工艺流程说明 263

二、解吸原理和解吸工艺指标的选择 265

三、水解原理和水解工艺指标的选择 270

参考文献 274

四、解吸和水解工艺指标一览表 274

第四节 循环系统设备说明 276

一、精馏塔 277

二、循环加热器 278

三、闪蒸槽 279

四、低压甲铵冷凝器 280

五、低压吸收器和低压甲铵液贮槽 281

六、中压吸收塔 283

七、解吸塔 284

八、水解塔 287

九、回流冷凝器 289

十、高压甲铵泵 290

一、低压分解设备的操作 292

第五节 循环系统的正常操作 292

二、低压吸收设备的操作 296

三、中压吸收塔的操作 299

四、解吸塔的操作 301

五、水解塔的操作 301

六、解吸和水解装置的运行经验 302

复习题 305

参考文献 306

第六章 尿液的蒸发与造粒 307

一、尿素水溶液和熔融液的性质 307

第一节 尿素水溶液的特性和生产过程中的副反应 307

二、尿素水解反应原理 308

三、尿素缩合反应原理 313

第二节 蒸发与造粒工艺流程说明 320

第三节 尿素溶液蒸发原理及工艺指标的选择 323

一、尿素溶液蒸发的特性 323

二、尿素溶液采用二段蒸发工艺的理由 324

三、二段蒸发采用三级蒸汽喷射器的理由 328

四、蒸发系统工艺指标的选择 328

第四节 尿素造粒原理 330

一、熔融液的凝固和冷却 330

五、蒸发工艺指标一览表 330

二、造粒塔进风量计算 334

三、改善尿素粒子强度的措施 336

第五节 尿素溶液蒸发造粒的设备说明 338

一、蒸发器及分离器组合设备 338

二、蒸汽喷射器 340

三、表面冷凝器 342

四、造粒塔 344

五、造粒喷头 348

一、尿液槽和尿液泵的操作 351

第六节 蒸发系统的正常操作 351

二、蒸发加热器和蒸发分离器的操作 353

三、蒸汽喷射器的操作 354

四、表面冷凝器的操作 356

五、熔融泵进口液位的操作 358

六、夹套保温管的操作 359

七、三通阀的操作 359

八、造粒塔的操作 360

复习题 362

参考文献 362

第一节 高压系统升温与钝化 363

第七章 CO2气提法尿素装置开停工操作要点 363

一、含空气CO2气体、蒸汽冷凝液升温钝化方法 364

二、蒸汽、空气升温钝化 369

第二节 化工投料 371

一、投料前的准备工作 371

二、高压系统投氨 372

三、中、低压系统的开工 375

五、解吸和水解系统的开工 376

四、蒸发系统的开工 378

六、加负荷 379

第三节 正常封塔停工 380

一、停工准备 381

二、高压系统停工 381

三、中、低压系统停工 383

四、蒸发系统停工 384

第四节 封塔后开工 385

一、开工前的准备工作 385

二、封塔开工投氨顺序 386

第五节 长期停工 386

一、高压系统排放 386

二、合成塔排液后的操作 387

三、停止蒸发系统运行 388

四、中、低压吸收系统停运 389

五、蒸汽系统停运 389

第六节 紧急停工的操作要点 390

第七节 大修后的设备试车 391

一、高压系统严密度试验 391

三、气提塔液位计调校 393

六、蒸汽系统试运行 393

四、排水操作 393

五、循环冷却水系统进行预钝化处理 393

二、合成塔液位计调校 393

八、高压氨泵试车 394

七、熔融泵进口液位计(荷型厂LI401、法型厂LI011)调校 394

九、高压甲铵泵试车 396

十、蒸发系统试车 397

十一、循环系统试车 398

十二、造粒喷头、刮料机、传动带试车 399

复习题 400

参考文献 401

第八章 CO2气提法装置在异常情况下的操作 402

一、高压氨泵液氨汽化 402

第一节 高压氨泵 402

二、高压氨泵填料函或单向阀压盖漏氨 404

三、高压氨泵安全阀动作 406

四、氨泵停运时，高压系统甲铵液倒入液氨管线和液氨加热器 407

第二节 高压系统 408

一、CO2气升温钝化时，气体走短路窜气 408

二、CO2气“倒流” 411

三、合成塔满液 413

四、合成塔出料管断液 415

五、气提塔壳侧停止工作时的调节 416

六、停工封塔时合成塔发生倒液 417

七、高压洗涤器下部液封槽移位 418

第三节 中、低压循环系统 421

一、中压吸收系统结晶堵塞 421

二、中压吸收塔液位计失灵造成循环系统超压 423

三、中压吸收塔循环冷却器结垢 424

四、精馏塔出液温度降低 425

五、循环系统超压 425

六、循环系统结晶 427

七、解吸塔液泛 428

八、高压甲铵泵气缚 429

第四节 蒸发造粒系统 430

一、蒸发系统真空度降低 430

二、尿液泵扬量降低 432

三、熔融泵抽空和倒转 433

一、尿素装置排出的蒸汽冷凝液中导电度增高 434

第五节 蒸汽冷凝液系统中常见故障 434

复习题 436

第一节 氨气提法工艺流程 437

第九章 氨气提法等尿素工艺与尿素大颗粒成粒技术 437

二、高压合成与气提回收流程 438

一、CO2气压缩与液氨加压流程 438

三、中压分解回收流程 440

四、低压分解回收与真空预浓缩流程 441

五、蒸发造粒流程 443

六、解吸和水解流程 443

七、工艺特点 443

一、尿素合成塔工艺指标的选择 445

第二节 氨气提法主要工艺指标的选择及消耗定额 445

二、氨气提塔工艺指标的选择 446

三、中压分解吸收原理及其工艺指标选择 447

四、氨汽提法主要工艺指标 452

五、消耗定额 457

第三节 氨气提工艺主要设备说明 457

一、高压系统主要设备 457

二、中压系统主要设备 464

三、低压与水解主要设备 466

四、主要用泵 468

第四节 氨气提法尿素装置操作要点 470

一、开工前准备工作 470

二、化工投料 473

三、封塔停工 474

四、封塔停工后开工 475

五、长期停工 476

第五节 其它气提工艺 477

一、双气进工艺(IDR) 479

二、节资节能工艺(ACES) 480

三、分流反应循环工艺(SRR) 485

第六节 尿素大颗粒成粒技术 488

一、高温盘式成粒工艺 489

二、喷浆转鼓成粒工艺 489

三、NSM流化床成粒工艺 490

四、MTC/TEC流化床成粒工艺 500

复习题 502

参考文献 503

第十章 蒸汽系统和冷却水系统 504

第一节 蒸汽系统工艺流程及设备 505

一、蒸汽参数的确定 505

二、蒸汽系统工艺流程 507

三、蒸汽系统设备说明 513

第二节 蒸汽系统的运行 518

一、开工前的准备工作 518

二、蒸汽系统的开工 520

三、蒸汽平衡 521

四、正常操作 529

第三节 循环冷却水系统 536

一、污垢的危害及形成污垢的原因 538

二、冷却水系统中金属的腐蚀 539

四、循环冷却水的水质稳定 542

三、冷却水系统中微生物的危害 542

五、循环冷却水系统的清洗和预膜 544

六、循环冷却水系统的运行管理 546

复习题 550

第十一章 安全生产技术 551

第一节 有害物质特性及防护技术 551

一、氨 552

二、CO2 553

三、氨基甲酸铵 554

四、尿素溶液和熔融尿素液 555

一、防物理性爆炸 555

第二节 防爆炸 555

二、防止高压洗涤器爆炸的技术改进 556

附录一 饱和水蒸气表 557

三、防爆的安全装置 559

第三节 防止劳动伤害 562

一、防止造粒塔顶部结块坠落伤人 562

二、防电梯致伤 563

三、防辐射伤害 563

第四节 环境保护 564

一、防大气污染 564

二、防水质污染 569

三、防噪声 571

复习题 573

附录二 饱和状态下氨的热力学性质 583

附录三 尿素装置常用符号说明 592

附录四 尿素常用不锈钢国内外牌号对照表 595