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實(shí) 習(xí) 報(bào) 告 學(xué) 院： 系 別： 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 實(shí)習(xí)地點(diǎn)： 日 期： 目錄 1 前言..........................................................................................................................4 2 實(shí)習(xí)內(nèi)容說(shuō)明..........................................................................................................4 3 實(shí)習(xí)單位簡(jiǎn)介..........................................................................................................4 4 實(shí)習(xí)準(zhǔn)備..................................................................................................................4 5 尿素片區(qū)崗位安全生產(chǎn)技能..................................................................................5 6 實(shí)習(xí)內(nèi)容..................................................................................................................5 (一)尿素的合成...................................................................................................23 1尿素的基本性質(zhì).......................................................................................23 2尿素合成的基本原理...............................................................................23 3尿素合成的工藝條件的選擇...................................................................23 4未反應(yīng)成尿素物質(zhì)的分離和回收...........................................................25 5尿素的加工...............................................................................................25 6工藝流程介紹...........................................................................................25 7尿素合成工藝流程圖...............................................................................25 8尿素合成基本流程.....................................................................................26 9尿素生產(chǎn)工藝條件.....................................................................................27 10主要設(shè)備的說(shuō)明.......................................................................................29 11主要設(shè)備的說(shuō)明.......................................................................................29 7.6主要設(shè)備特點(diǎn)......................................................................................20 九 實(shí)習(xí)心得體會(huì).....................................................................................................30  1 前言 我們化學(xué)工程與工藝專業(yè)的學(xué)生的畢業(yè)實(shí)習(xí)是理論聯(lián)系實(shí)際、培養(yǎng)高級(jí)工程技術(shù)人才、更好的去學(xué)習(xí)專業(yè)理論知識(shí)的非常重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)。在工廠的“身臨其境”讓我們褪去了書(shū)本的束縛，真正的把理論聯(lián)系到實(shí)際，在機(jī)械的轟鳴聲中，在空氣中彌漫的尿素味道里，在看到工廠的工人師傅認(rèn)真生產(chǎn)，一絲不茍的表情時(shí)，我們對(duì)化學(xué)工程與工藝有了更多的理解和體會(huì)，對(duì)化工行業(yè)有了自己更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。對(duì)于我們這些即將走出校門(mén)踏進(jìn)生產(chǎn)車間的學(xué)生來(lái)說(shuō)，這樣一個(gè)實(shí)習(xí)能夠讓我們提前認(rèn)識(shí)我們即將工作的環(huán)境，提前去適應(yīng)它，這樣讓我們更好的去面對(duì)以后的工作。這次實(shí)習(xí)我選擇的是家鄉(xiāng)的晉開(kāi)化工集團(tuán)的尿素生產(chǎn)車間，雖然只有短暫的兩周時(shí)間，但在企業(yè)導(dǎo)師的細(xì)心介紹和耐心指導(dǎo)下，我感覺(jué)受益匪淺。 2 實(shí)習(xí)內(nèi)容說(shuō)明 這次實(shí)習(xí)，主要是在開(kāi)封晉開(kāi)化工集團(tuán)。在轉(zhuǎn)化，脫碳，碳化，合成氨，尿素合成等五個(gè)車間共進(jìn)行認(rèn)知實(shí)習(xí)，主要在尿素合成車間進(jìn)行詳細(xì)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，在車間師傅和導(dǎo)師的詳細(xì)講解和悉心指導(dǎo)下，我了解了各個(gè)工段的設(shè)備和操控系統(tǒng)，初步了解了工廠各個(gè)工段的工藝指標(biāo)，對(duì)工廠的管理制度也進(jìn)行了簡(jiǎn)單的了解。了解化工生產(chǎn)的方法和工藝流程，弄清主要工藝參數(shù)確定的理論依據(jù)，了解生產(chǎn)中的技術(shù)革新措施，并注意新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，接受安全與勞動(dòng)紀(jì)律教育，增強(qiáng)安全生產(chǎn)集體觀念；學(xué)習(xí)工人和工程技術(shù)人員對(duì)生產(chǎn)的高度責(zé)任感以及理論聯(lián)系實(shí)際、解決實(shí)際問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)。重點(diǎn)了解主要機(jī)器和設(shè)備的類型、結(jié)構(gòu)、作用原理，以及它們?cè)谏a(chǎn)流程的作用地位。  4.2 尿素-簡(jiǎn)介 別名：碳酰二胺、碳酰胺、脲 分子式：CO(NH2)2，因?yàn)樵谌四蛑泻羞@種物質(zhì)，所以取名尿素。尿素含氮(N)46％，是固體氮肥中含氮量最高的。 尿素在人的蛋白質(zhì)分解最終產(chǎn)物中占有相當(dāng)大的比例。在普通膳食的情況下，每日尿中可排出25—30克，接近尿中總氮量的87％。一般來(lái)說(shuō)，兩棲類的成體、軟骨魚(yú)類和哺乳類具有相同的傾向。因在這些生物體中，尿素是在鳥(niǎo)氨酸循環(huán)中形成的，所以排出尿素的動(dòng)物具有所必需的整個(gè)酶系統(tǒng)，在動(dòng)物中欠缺其中任何一種酶就會(huì)排出尿酸（鳥(niǎo)類）或氨（硬骨魚(yú)類）。尿素外觀為白色晶體或粉末。是動(dòng)物蛋白質(zhì)代謝后的產(chǎn)物，通常用作植物的氮肥。尿素是哺乳類動(dòng)物排出體內(nèi)含氮代謝物的形式。它在肝合成，其過(guò)程被稱為尿素循環(huán)。刀豆和大豆植物的種子中存在很多的脲酶，它可使尿素水解為二氧化碳和氨。尿素也是很重要的肥料。 4.3 尿素-物化性質(zhì) 分子式：CO(NH2)2，分子量60.06 ，無(wú)色或白色針狀或棒狀結(jié)晶體，工業(yè)或農(nóng)業(yè)品為白色略帶微紅色固體顆粒無(wú)臭無(wú)味。密度1．335g/cm3。熔點(diǎn)132．7℃。溶于水、醇，不溶于乙醚、氯仿。呈微堿性。可與酸作用生成鹽。有水解作用。在高溫下可進(jìn)行縮合反應(yīng)，生成縮二脲、縮三脲和三聚氰酸。加熱至160℃分解，產(chǎn)生氨氣同時(shí)變?yōu)榍杷帷? 尿素在酸、堿、酶作用下（酸、堿需加熱）能水解生成氨和二氧化碳。對(duì)熱不穩(wěn)定，加熱至150~160℃將脫氨成縮二脲。若迅速加熱將脫氨而三聚成六元環(huán)化合物三聚氰酸。（機(jī)理：先脫氨生成異氰酸（HN=C=O），再三聚。）與乙酰氯或乙酸酐作用可生成乙酰脲與二乙酰脲。在乙醇鈉作用下與丙二酸二乙酯反應(yīng)生成丙二酰脲（又稱巴比妥酸，因其有一定酸性）。 在氨水等堿性催化劑作用下能與甲醛反應(yīng)，縮聚成脲醛樹(shù)脂。 尿素易溶于水，在20℃時(shí)100毫升水中可溶解105克，水溶液呈中性反應(yīng)。尿素產(chǎn)品有兩種。結(jié)晶尿素呈白色針狀或棱柱狀晶形，吸濕性強(qiáng)。粒狀尿素為粒徑1～2毫米的半透明粒子，外觀光潔，吸濕性有明顯改善。20℃時(shí)臨界吸濕點(diǎn)為相對(duì)濕度80％，但30℃時(shí)，臨界吸濕點(diǎn)降至72.5％，故尿素要避免在盛夏潮濕氣候下敞開(kāi)存放。目前在尿素生產(chǎn)中加入石蠟等疏水物質(zhì)，其吸濕性大大下降。 尿素是生理中性肥料，在土壤中不殘留任何有害物質(zhì)，長(zhǎng)期施用沒(méi)有不良影響。但在造粒中溫度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生少量縮二脲，又稱雙縮脲，對(duì)作物有抑制作用。我國(guó)規(guī)定肥料用尿素縮二脲含量應(yīng)小于0.5％?？s二脲含量超過(guò)1％時(shí)，不能做種肥，苗肥和葉面肥，其他施用期的尿素含量也不宜過(guò)多或過(guò)于集中。 尿素是有機(jī)態(tài)氮肥，經(jīng)過(guò)土壤中的脲酶作用，水解成碳酸銨或碳酸氫銨后，才能被作物吸收利用。因此，尿素要在作物的需肥期前4～8天施用。 尿素在施用方面，適用于作基肥和追肥，有時(shí)也用作種肥。尿素在轉(zhuǎn)化前是分子態(tài)的，不能被土壤吸附，應(yīng)防止隨水流失；轉(zhuǎn)化后形成的氨也易揮發(fā)，所以尿素也要深施覆土。 尿素是人工合成的第一個(gè)有機(jī)物，廣泛存在于自然界中，如新鮮人糞中含尿素0.4％。尿素產(chǎn)量約占我國(guó)目前氮肥總產(chǎn)量的40％，是僅次于碳銨的主要氮肥品種之一。尿素作為氮肥始于20世紀(jì)初。20世紀(jì)50年代以后，由于尿素含氮量高(45％～46％)，用途廣泛和工業(yè)流程的不斷改進(jìn)，世界各國(guó)發(fā)展很快。我國(guó)從20世紀(jì)60年代開(kāi)始建立中型尿素廠。1986～1992年，我國(guó)尿素產(chǎn)量均在900萬(wàn)噸以上。目前占氮肥總產(chǎn)量的40％。 工業(yè)上用液氨和二氧化碳為原料，在高溫高壓條件下直接合成尿素，化學(xué)反應(yīng)如下： 2NH3+CO2→NH2COONH4→CO(NH2)2+N2O 4.4 尿素-生理 尿素在肝臟產(chǎn)生后融入血液（人體內(nèi)的濃度在每升2.5至7.5微摩爾之間），最后通過(guò)腎臟由尿排出，少量尿素由汗排出。生物以二氧化碳、水、天冬氨酸和氨等化學(xué)物質(zhì)合成尿素。促使尿素合成的代謝途徑是一種合成代謝，叫做尿素循環(huán)。此過(guò)程耗費(fèi)能量，卻很必要。因?yàn)榘庇卸荆沂浅Ｒ?jiàn)的新陳代謝產(chǎn)物，必須被消除。肝臟在合成尿素時(shí)，需要N-乙酰谷氨酸作為調(diào)節(jié)。 含氮廢物具有毒性，產(chǎn)生自蛋白質(zhì)和氨基酸的分解代謝過(guò)程。大多數(shù)生物必須再處理之。海生生物通常直接以氨的形式排入海水。陸地生物則轉(zhuǎn)化氨為尿素或尿酸再排出。鳥(niǎo)和爬行動(dòng)物通常排泄尿酸，其它動(dòng)物（如哺乳動(dòng)物）則是尿素。例外如，水生的蝌蚪排泄氨，但在其蛻變過(guò)程轉(zhuǎn)為排泄尿素；大麥町狗主要排泄尿酸，不是尿素，因?yàn)槠淠蛩匮h(huán)中的一個(gè)轉(zhuǎn)換酶的基因壞了。 尿素分子 哺乳動(dòng)物以肝臟中的一個(gè)循環(huán)反應(yīng)產(chǎn)生尿素。這循環(huán)最早在1932年被提出，其反應(yīng)起點(diǎn)是氨的分解。1940年代澄清瓜氨酸和精氨基琥珀酸的作用后，它已完全被理解。在這循環(huán)中，來(lái)自氨和 L-天冬氨酸的氨基被轉(zhuǎn)換為尿素，起中介作用的是L-鳥(niǎo)氨酸、瓜氨酸、L-精氨酸-琥珀酸和 L-精氨酸。 尿素循環(huán)是哺乳動(dòng)物和兩棲動(dòng)物排泄含氮代謝廢物的主要途徑。但別種生物亦然，如鳥(niǎo)類、無(wú)脊椎動(dòng)物、昆蟲(chóng)、植物、酵母、真菌和微生物。尿素對(duì)生物基本是廢物，但仍有正面價(jià)值。比如，腎小管里的尿素被引入腎皮質(zhì)以提高其滲透濃度，促使水份從腎小管滲透回身體再利用。 4.5 尿素-生產(chǎn) 全世界每年工業(yè)的尿素產(chǎn)量約為十億噸。中國(guó)目前尿素產(chǎn)能在6400萬(wàn)噸，年產(chǎn)量約5700萬(wàn)噸。商業(yè)尿素是通過(guò)氨與二氧化碳的反應(yīng)生產(chǎn)的，成品尿素可以為藥片狀、顆粒狀、片狀、晶體或者溶液。90%以上的生產(chǎn)的尿素被用作肥料。在所有的一般使用的估計(jì)氮肥料中尿素的含氮量最高（46.4%），因此相對(duì)而言其每氮營(yíng)養(yǎng)的運(yùn)輸費(fèi)最低。尿素在水中的可溶性非常高，因此非常適合被加在可溶的肥料中。尿素一般以藥片或者顆粒的形式上市。 商用尿素的原料是氨與二氧化碳。后者在以焦炭或烴（如天然氣和石油）為原料生產(chǎn)氨的過(guò)程中，會(huì)大量產(chǎn)生。尿素因此直接從這些原料中就產(chǎn)生了。尿素生產(chǎn)是一個(gè)平衡的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)物不完全成為反應(yīng)結(jié)果。生產(chǎn)過(guò)程、設(shè)定的反應(yīng)條件、如何處理未轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物，皆可能不同。未反應(yīng)的反應(yīng)物可用以生產(chǎn)其它產(chǎn)品，（如硝酸銨或硫酸銨），也可回收再投入反應(yīng)。 工業(yè)生產(chǎn)尿素的生產(chǎn)原料：天然氣、煤炭、石油是生產(chǎn)化肥的三大原料，通常被稱為氣頭、煤頭、油頭三類，近年來(lái)，由于石油和煤炭?jī)r(jià)格的升幅遠(yuǎn)大于天然氣，故按成本優(yōu)勢(shì)排列為氣頭、煤頭、油頭。 尿素生產(chǎn)有兩個(gè)主要反應(yīng)。前者放熱，后者吸熱。但整個(gè)過(guò)程仍是放熱的。 2NH3+CO2→NH2COONH4 NH2COONH4 → CO(NH2)2+ H2O 4.6 尿素-用途 4.6．1 農(nóng)業(yè)用途 ①尿素可以部分代替蛋白質(zhì)飼料，例如把尿素加入到奶牛青飼料中能代替一部分蛋白質(zhì)飼料，但尿素的加入量有能超過(guò)青飼料的3%和總飼料量的1%，否則牲畜腎臟負(fù)擔(dān)過(guò)重，容易引起疾病，大豆餅中含脲酶，不要與尿素混合供給。 1897，Waesk 等人提出反芻動(dòng)物能轉(zhuǎn)化非蛋白質(zhì)氮為菌體蛋白質(zhì)的想法。1949，C. J. Watson 等人喂食綿羊含有N15標(biāo)記的尿素膠囊，4天后在綿羊血液、肝臟、腎臟中檢驗(yàn)出含有N15的蛋白質(zhì)。這證實(shí)了反芻動(dòng)物可以利用非蛋白質(zhì)氮。同年 J. K. Looli 等人以尿素當(dāng)作唯一氮源喂食綿羊，發(fā)現(xiàn)綿羊能夠正氮平衡，表明綿羊瘤胃里的微生物能利用尿素合成其生長(zhǎng)所需的10種必需氨基酸。自此，尿素及尿素化合物成為反芻動(dòng)物的飼料添加劑了。 ②尿素是固體氮肥中含氮量最高的肥料，理化性質(zhì)較穩(wěn)定，施后對(duì)土壤性質(zhì)沒(méi)有影響，可施用于任何土壤和作物，可做根外施肥使用。同時(shí)尿素也是樹(shù)脂、塑料、炸藥、醫(yī)藥、食品等工業(yè)的重要原料。施入土壤中一小部分以分子態(tài)溶于土壤溶液中，通過(guò)氫鍵作用被土壤吸附，其他大部分在脲酶的作用下水解成碳酸銨，進(jìn)而生成炭酸氫和氫氧化銨。然后NH4+能被植物吸收和土壤膠體吸附，NCO3-也能被植物吸收，因此尿素施入土壤后不殘留任何有害成分。另外尿素中含有的縮二脲也能在脲酶的作用下分解成氨和碳酸，尿素在土壤中轉(zhuǎn)化受土壤PH值、溫度和水分的影響，在土壤呈中性反應(yīng)，水分適當(dāng)時(shí)土壤溫度越高，轉(zhuǎn)化越快；當(dāng)土壤溫度10℃時(shí)尿素完全轉(zhuǎn)化成銨態(tài)氮需7——10天，當(dāng)20℃需4——5天，當(dāng)30℃需2——3天即可。尿素水解后生成銨態(tài)氮，表施會(huì)引起氨的揮發(fā)，尤其是堿性或堿性土壤上更為嚴(yán)重，因此在施用尿素時(shí)應(yīng)深施覆土，水田要深施到還原層。 ③尿素不僅是一種常用的速效氮肥，除作追肥以外，還有其它多種用途。 a、調(diào)節(jié)花量 為了克服蘋(píng)果地大小年，遇小年時(shí)，于花后5-6周(蘋(píng)果花芽分化的臨界期，新梢生長(zhǎng)緩慢或停止，葉片含氮量呈下降趨勢(shì))葉面噴施0.5％尿素水溶液，連噴2次，可以提高葉片含氮量，加快新梢生長(zhǎng)抑制花芽分化，使大年的花量適宜。 b、疏花疏果 桃樹(shù)的花器對(duì)尿素較為敏感但嘎面反應(yīng)較遲鈍，因此，國(guó)外用尿素對(duì)桃和油桃進(jìn)行了疏花疏果試驗(yàn)，結(jié)果表明，桃和油桃的疏花疏果，需要較大濃度(7.4％)才能顯示出良好效果，最適合濃度為8％-12％，噴后1—2周內(nèi)，即能達(dá)到疏花疏果的目的。但是，在不同的土地條件下，不同時(shí)期及不同品種的反應(yīng)尚需進(jìn)一步試驗(yàn)。 c、水稻制種 在雜交稻制種技術(shù)中，為了提高父母本的異交率，以增加雜交稻制種量或不育系繁種量，一般都采用赤毒素噴施母本以減輕母本包頸程度或使之完全抽出；或噴施父母本，調(diào)節(jié)二者的生長(zhǎng)，使其花期同步。由于赤霉素價(jià)格較貴，用其制種成本高。人們用尿素代替赤霉素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在孕穗盛期、始穗期(20％抽穗)使用1.5％-2％尿素，其繁種效果與赤霉素類似，且不會(huì)增加株高。 d、防治蟲(chóng)害 用尿素、洗衣粉、清水4:1:400份，攪拌混勻后，可防止果樹(shù)、蔬菜、棉花上的蚜蟲(chóng)、紅蜘蛛、菜青蟲(chóng)等害蟲(chóng)，殺蟲(chóng)效果達(dá)90％以上。 e、尿素鐵肥 尿素以絡(luò)合物的形式，與Fe2+形成螯合鐵。這種有機(jī)鐵肥造價(jià)低，防治缺鐵失綠效果很好。此外葉面噴0.3％硫酸亞鐵時(shí)加入0.3％尿素，防治失綠效果比單噴0.3％硫酸亞鐵好。 4.6.2商業(yè)應(yīng)用 尿素在商業(yè)上，有著及其廣泛的應(yīng)用，比如可作為特殊塑料的原料，尤其尿素甲醛樹(shù)脂，某些膠類的原料；它還是肥料和飼料的主要成分；可以取代防凍的鹽撒在街道，比撒鹽的優(yōu)點(diǎn)是不使金屬腐蝕； 加強(qiáng)香煙的氣味 賦予工業(yè)生產(chǎn)的椒鹽卷餅棕色；尿素是某些洗發(fā)劑、清潔劑的成分；某些急救用制冷包中的主要成分也是尿素，因?yàn)槟蛩嘏c水的反應(yīng)會(huì)吸熱；同時(shí)尿素在工業(yè)上還可以用來(lái)處理柴油機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、熱力發(fā)電廠的廢氣，尤其可降低其氧化氮 催雨劑的成分〈配合鹽〉； 過(guò)去尿素可以用來(lái)分離石蠟，因?yàn)槟蛩啬苄纬砂衔铮?另外尿素還是耐火材料、環(huán)保引擎燃料的成分、美白牙齒產(chǎn)品的成分 ，尿素是紡織工業(yè)在染色和印刷時(shí)的重要輔助劑，能提高顏料可溶性，并使紡織品染色后保持一定的濕度。可以說(shuō)尿素在生活的方方面面都有著廣泛的應(yīng)用。 4.6.3實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)學(xué)應(yīng)用 尿素能非常有效的使蛋白質(zhì)變性，尤其能非常有效地破壞非共價(jià)鍵結(jié)合的蛋白質(zhì)。這特點(diǎn)可以提高某些蛋白質(zhì)的可溶性，其濃度可達(dá)10摩爾體積。尿素也可用來(lái)制造硝酸尿素。 皮膚科以含有尿素的某些藥劑來(lái)提高皮膚的濕度。非手術(shù)摘除的指甲使用的封閉敷料中，含有40%的尿素。測(cè)試幽門(mén)螺桿菌存在的碳-14-呼氣試驗(yàn)，使用了含有碳14或碳13標(biāo)記的尿素。因?yàn)橛拈T(mén)螺桿菌的尿素酶使用尿素來(lái)制造氨，以提高其周邊胃里的pH值。同樣原理也可測(cè)試生活在動(dòng)物胃中的類似細(xì)菌。 4.6.4藥品應(yīng)用 藥物名稱： 尿素 功能主治： 作用與山梨醇同。但本品經(jīng)腎小球?yàn)V過(guò)后，約50％從腎小管中再吸收，其高滲液用于腦水腫、腦疝、青光眼等。脫水作用快而強(qiáng)（15～30分鐘），但維持時(shí)間短（約3～4小時(shí)）。用藥后常繼發(fā)腦體積增大和顱內(nèi)壓反跳性回升，故在本藥注射后3～4小時(shí)，須加用其他脫水藥物。 外用其軟膏或乳膏可使皮膚軟化，防止手足皸裂。 用法用量： 靜注或快速靜滴：每次0.5～1g／kg，于20～30分鐘內(nèi)滴注完畢。12小時(shí)后可重復(fù)給藥。一般可連用1～3天。 注意事項(xiàng)： （1）本品性質(zhì)不穩(wěn)定，注射液須在臨用前以10％葡萄糖液溶解，并須在24小時(shí)以內(nèi)用完，以防分解而釋出氨，產(chǎn)生毒性，超過(guò)24小時(shí)不能再用。（2）如藥物貯存太久或藥液溫度過(guò)低，注入后引起面色潮紅、精神興奮、燥躁不安等癥狀。（3）藥液漏出血管外，可引起局部紅腫起泡，應(yīng)以0.25％普魯卡因局部封閉并加熱敷。或用如意金黃散或50％硫酸鎂濕敷治療。（4）可增加血中非蛋白氮，故腎功能不全、嚴(yán)重休克及明顯脫水者、有活動(dòng)性顱內(nèi)出血者、血內(nèi)氮質(zhì)積留過(guò)多者忌用. 5 尿素片區(qū)崗位安全生產(chǎn)技能 5.1 尿素生產(chǎn)特點(diǎn) 5.1.1高壓高溫 尿素合成反應(yīng)是在高壓、高溫下進(jìn)行的，高溫、高壓對(duì)氨的合成反應(yīng)有利，但也給本工段的安全生產(chǎn)帶來(lái)了許多不利因素： 在高溫高壓下，甲銨液對(duì)鋼材的腐蝕作用加劇，使鋼材脫碳而變脆；從而減弱其機(jī)械性能；材料在高溫高壓下也會(huì)發(fā)生持續(xù)的塑性變形積累，改變其金相組織從而引起材質(zhì)強(qiáng)度、延伸率等機(jī)械性能下降，使材料產(chǎn)生拉伸，致泡、變形和裂紋而破壞；高溫高壓使可燃?xì)怏w的爆炸極限擴(kuò)大，高壓更對(duì)上限影響較大，由于爆炸界限加寬使其危險(xiǎn)性增加；高壓高溫時(shí)設(shè)備維護(hù)不利，會(huì)增加設(shè)備管道泄漏。 5.1.2高壓、中壓、低壓并存 本工段有五種操作壓力，一種是高壓20MPa的壓力系統(tǒng)尿素合成塔操作部分；另一種是中壓1.7MPa的中壓分解吸收操作部分；還有一種是低壓0.15MPa的低壓分解吸收操作部分等五種操作壓力，壓力不同而又相差甚大的壓力系統(tǒng)同時(shí)存在又彼此緊密相連。如果操作失誤或其它設(shè)備方面原因，分離器的液位控制過(guò)低，就易造成高壓氣串入低壓系統(tǒng)引起超壓操作，其結(jié)果是大量物料泄漏，危害極大。 5.1.3 易燃易爆易腐蝕 從設(shè)備上來(lái)看，高低壓設(shè)備由于所承受介質(zhì)屬于易燃易爆物質(zhì)，一旦發(fā)生事故傷亡損壞嚴(yán)重，破壞力大。同時(shí)尿素對(duì)系統(tǒng)設(shè)備腐蝕較強(qiáng)，合成塔內(nèi)外部腐蝕而產(chǎn)生裂紋，發(fā)生爆炸，尾吸氣中的惰性氣體不參加系統(tǒng)反應(yīng)的H2、N2、O2，若濃度積累越來(lái)越高，其組份進(jìn)入爆炸區(qū)內(nèi)，在某種引爆因素下（如明火、撞擊、焊接、摩擦）就會(huì)發(fā)生爆炸。資料表明1噸液氨可使28萬(wàn)立方米的空間受到致命污染，因而一旦系統(tǒng)爆炸，則廠毀人亡。 5.1.4低溫有毒 在常溫常壓下，氨是有刺激性臭味的無(wú)色氣體，有毒能使人窒息。液氨極易揮發(fā)成氣氨，因其溫度低（在零度以下），濺落在皮膚上會(huì)造成化學(xué)燒傷。車間允許濃度30mg/m3。 5.2 尿素崗位重點(diǎn)危險(xiǎn)化學(xué)物質(zhì) 氨（氨氣、液氨）：NH3 5.2.1 理化特性 本品屬有毒氣體，是一種無(wú)色、有刺激性惡臭的氣體。熔點(diǎn)：-77.7℃，沸點(diǎn)：-33.5℃，相對(duì)密度（水=1）：0.82（-79℃），相對(duì)密度（空氣=1）：0.60，飽和蒸汽壓：506.62kPa（4.7℃），臨界溫度：132.5℃，臨界壓力：11.40MPa，本品易燃，閃點(diǎn)：無(wú)意義，爆炸下限：15.7％，爆炸上限：27.4％，引燃溫度：651℃，最大爆炸壓力：0.58MPa。 本品與空氣混合能形成爆炸性混合物。遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氟、氯等接觸會(huì)發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)。若遇高熱、容器內(nèi)壓增大，有開(kāi)裂和爆炸的危險(xiǎn)。本品易溶于水、乙醇、乙醚。本品主要用作致冷劑及制取銨鹽和氮肥。 5.2.2對(duì)人體的危害 本品侵入人體的途徑主要是吸入。低濃度氨對(duì)粘膜有刺激作用，高濃度可造成組織溶解壞死。 急性中毒：輕度者出現(xiàn)流淚、咽痛、聲音嘶啞、咳嗽、咯痰等；眼結(jié)膜、鼻粘膜、咽部充血、水腫；胸部X線征象符合支氣管炎或支氣管周圍炎。中度中毒上述癥狀加劇，出現(xiàn)呼吸困難、紫紺；胸部X線征象符合肺炎或間質(zhì)性肺炎。嚴(yán)重者可發(fā)生中毒性肺水腫，或有呼吸窘迫綜合癥，患者劇烈咳嗽，咯大量粉紅色泡沫痰、呼吸窘迫、譫妄、昏迷、休克等?？砂l(fā)生喉頭水腫或支氣管粘膜壞死脫落窒息。高濃度氨可引起反射性呼吸停止。液氨或高濃度氨可致眼灼傷；液氨可致皮膚灼傷。 5.2.3急救措施 皮膚接觸：立即脫去被污染的衣著，應(yīng)用2％硼酸液或大量清水徹底沖洗，就醫(yī)。 眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動(dòng)清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘，就醫(yī)。 吸入：迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處，保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧，如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸，就醫(yī)。 5.2.4.預(yù)防措施 本品車間最高允許濃度為30mg/m3。 工程控制:嚴(yán)加密閉，提供充分的局部排風(fēng)和全面通風(fēng)，提供安全淋浴和洗眼設(shè)備。 呼吸系統(tǒng)防護(hù)：空氣中濃度超標(biāo)時(shí)，建議佩戴過(guò)濾式防毒面具（半面罩）。緊急事態(tài)搶救或撤離時(shí)，必須佩戴空氣呼吸器。 眼睛防護(hù)：戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡。 身體防護(hù)：穿防靜電工作服。 手防護(hù)：戴橡膠手套。 其它：工作現(xiàn)場(chǎng)禁止吸煙、進(jìn)食和飲水。工作畢，淋浴更衣。保持良好的衛(wèi)生習(xí)慣。 5.2.5.消防措施 滅火方法：消防人員必須穿戴全身防火防毒服，切斷氣源。若不能立即切斷氣源，則不允許熄滅正在燃燒的氣體。噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場(chǎng)移至空曠處。 滅火劑：霧狀水、抗溶性泡沫、二氧化碳、砂土。 5.2.6.泄漏應(yīng)急處理 迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處，并立即隔離150m，嚴(yán)格限制出入。切斷火源。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防毒服。盡可能切斷泄漏源。合理通風(fēng)，加速擴(kuò)散。高濃度泄漏區(qū)，噴含鹽酸的霧狀水中和、稀釋、溶解。構(gòu)成圍堤或挖坑收容產(chǎn)生的大量廢水。如有可能，將殘余氣或漏出氣用排風(fēng)機(jī)送至水洗塔或與塔相連的通風(fēng)櫥內(nèi)。儲(chǔ)罐區(qū)最好設(shè)稀酸噴灑設(shè)施。漏氣容器要妥善處理，修復(fù)，檢驗(yàn)后再用。 5.3.1.尿素合成塔泄漏應(yīng)急處理預(yù)案 尿素合成塔在正常生產(chǎn)中工作壓力為19.8MPa，1#與 2#系統(tǒng)合成塔容積43.6m3。合成塔內(nèi)充滿尿液、甲銨液、液氨、CO2混合液。合成塔大蓋墊子、進(jìn)出物料管法蘭、儀表測(cè)溫套管及塔體均有可能發(fā)生泄漏，應(yīng)急處理方案如下： 發(fā)現(xiàn)泄漏后，車間及公司領(lǐng)導(dǎo)到現(xiàn)場(chǎng)前由班長(zhǎng)或總控主操負(fù)責(zé)組織處理，迅速報(bào)告當(dāng)班調(diào)度和事業(yè)部領(lǐng)導(dǎo)，并通知附近無(wú)關(guān)人員疏散，由調(diào)度報(bào)告安全、生產(chǎn)、設(shè)備等部門(mén)負(fù)責(zé)人和公司主管領(lǐng)導(dǎo)，相關(guān)負(fù)責(zé)人到場(chǎng)后組成搶險(xiǎn)指揮組，指揮搶險(xiǎn)工作，并視情況需要向消防部門(mén)求援（電話：5276119）； 在領(lǐng)導(dǎo)到現(xiàn)場(chǎng)前，合成塔先降壓生產(chǎn)，并按系統(tǒng)長(zhǎng)停車作好準(zhǔn)備； 若有人被困泄漏區(qū)，班長(zhǎng)和總控輔操（泵房副操）或現(xiàn)場(chǎng)其他人員迅速開(kāi)啟總控室（或泵房操作室）事故柜，戴好個(gè)人防護(hù)用品，進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)搶救，并按救護(hù)措施作相應(yīng)處理； 泄漏不能消除時(shí)，系統(tǒng)長(zhǎng)停泄壓處理； 蒸發(fā)可提前停車進(jìn)水； 本系統(tǒng)事故柜內(nèi)防護(hù)器具不夠時(shí)，可調(diào)用另一總控室、泵房操作室事故柜內(nèi)防護(hù)用具； 泄漏太大時(shí)，有權(quán)急停泄壓處理，搶險(xiǎn)人員盡快撤離氨高濃度區(qū)。 5.3.2.尿素液氨緩沖槽泄漏應(yīng)急處理預(yù)案 尿素液氨緩沖槽在正常中生產(chǎn)壓力1.67 MPa，1#與2#系統(tǒng)約盛裝6m3液氨，一旦設(shè)備本體或相連法蘭發(fā)生大的泄漏，將危及人員安全，應(yīng)急處理方案如下： 發(fā)現(xiàn)泄漏后，事業(yè)部、職能部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)到現(xiàn)場(chǎng)前由班長(zhǎng)或總控主操負(fù)責(zé)組織處理，迅速報(bào)告當(dāng)班調(diào)度和事業(yè)部領(lǐng)導(dǎo)，并通知附近無(wú)關(guān)人員疏散； 調(diào)度迅速通知氨庫(kù)切斷送尿素液氨，通知CO2壓縮作停車準(zhǔn)備，并報(bào)告安全、生產(chǎn)、設(shè)備部門(mén)負(fù)責(zé)人和公司主管領(lǐng)導(dǎo)，事業(yè)部、職能部門(mén)及公司主管領(lǐng)導(dǎo)到場(chǎng)后，組成搶險(xiǎn)指揮組，負(fù)責(zé)組織指揮搶險(xiǎn)救援工作，并視情況需要向消防部門(mén)求援； 若有人被困于氨泄漏區(qū)，班長(zhǎng)和總控副操（或其他在場(chǎng)人員）應(yīng)迅速開(kāi)啟總控室事故柜，戴好氧呼吸器進(jìn)行搶救，并按救護(hù)措施作相應(yīng)處理； 由班長(zhǎng)（或總控主操）通知泵房作停車準(zhǔn)備。待緩沖槽液位拉空后，按合成塔保壓，中壓泄壓短停操作規(guī)程停車。合成塔出口截止閥不易關(guān)時(shí)，可先在操作室手動(dòng)關(guān)調(diào)節(jié)閥，稍后再處理； 蒸發(fā)可提前停車進(jìn)水； 本系統(tǒng)氧氣呼吸器不夠用時(shí)，可調(diào)用另一總控室、泵房操作室事故柜內(nèi)氧呼吸器； 泄漏太大時(shí)，可緊急停車，將合成塔進(jìn)出口閥關(guān)閉后迅速撤離，稍后再處理。 5.3.3尿素事業(yè)部尿素片區(qū)化學(xué)事故應(yīng)急救援預(yù)案 （1）指導(dǎo)思想和目的： 本著“預(yù)防、自救為主、統(tǒng)一指導(dǎo)、分工負(fù)責(zé)”的原則。在公司救援領(lǐng)導(dǎo)小組的統(tǒng)一指導(dǎo)下、以我救援力量為主、搞好化學(xué)事故應(yīng)急救援工作。確保企業(yè)、社會(huì)及職工生命財(cái)產(chǎn)安全，防止突發(fā)性重大火災(zāi)爆炸及液氨泄漏事故發(fā)生。在事故發(fā)生后能迅速、準(zhǔn)確、有條不紊地處理和控制事故，把事故損失和危險(xiǎn)減少到最低程度。 （2）化學(xué)事故處理： 一）火災(zāi)爆炸事故：火災(zāi)爆炸事故發(fā)生后應(yīng)迅速查明著火的原因、火災(zāi)性質(zhì)、地點(diǎn)并及時(shí)通知消防隊(duì)，并采取施控制火勢(shì)。 1) 搶救的安全技術(shù)要求: ①、現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生中毒事故，發(fā)現(xiàn)者應(yīng)立即向氣防站報(bào)告，同時(shí)積極進(jìn)行 搶救，檢修作業(yè)中發(fā)生中毒事故，還應(yīng)立即與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)人員聯(lián)系，以及從工藝上采取措施并協(xié)同參加搶救。②、現(xiàn)場(chǎng)搶救：搶救的首要任務(wù)是迅速、安全地把中毒者從毒區(qū)救出，并同時(shí)做好現(xiàn)場(chǎng)處理，控制毒害源，消除危應(yīng)及時(shí)、果斷，正確地進(jìn)行，搶救時(shí)要做好自我防護(hù)，切斷毒物來(lái)源并注意保護(hù)中毒者。③、在進(jìn)入事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行搶救的同時(shí)、應(yīng)首先與生產(chǎn)人員聯(lián)系，立即切斷氣體來(lái)源，為搶救創(chuàng)造條件。④、如果發(fā)生液氨跑、漏時(shí)，應(yīng)立即通知周邊單位和居民做好預(yù)防工作。 2）分析中毒事故的原因：①、清洗置換不合格.②、閥門(mén)泄漏、未插盲板、③、分析沒(méi)有代表性、④、沒(méi)按時(shí)間要求進(jìn)行動(dòng)火分析、⑤、通風(fēng)不良、⑥、置換時(shí)留有死角、⑦、塔內(nèi)外聯(lián)系不當(dāng)、監(jiān)護(hù)人未堅(jiān)守崗位、⑧、防護(hù)器材使用不當(dāng)、⑨、周圍環(huán)境變法產(chǎn)生有毒性氣體。 二）環(huán)境污染事故的處理：發(fā)現(xiàn)污染物超標(biāo)時(shí)，由當(dāng)班人員及時(shí)徹?cái)辔廴驹?，同時(shí)向生產(chǎn)調(diào)度臺(tái)匯報(bào)請(qǐng)求協(xié)助處理。說(shuō)明污染的名稱和性質(zhì)，并在最短的時(shí)間內(nèi)向公司安全環(huán)保部報(bào)告。根據(jù)勢(shì)態(tài)發(fā)展情況通知周邊崗位和居民離開(kāi)有毒區(qū)。如果勢(shì)態(tài)嚴(yán)重由安環(huán)部向公司領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)，由公司再當(dāng)?shù)卣I(lǐng)導(dǎo)報(bào)告，通知下游群眾及時(shí)做好防范工作。 三）框架系統(tǒng)液氨泄漏事故：發(fā)現(xiàn)事故人在第一時(shí)間內(nèi)通知班長(zhǎng)和調(diào)度臺(tái)及其他崗位操作人員作好防化準(zhǔn)備工作。由調(diào)度臺(tái)通知事業(yè)部所有領(lǐng)導(dǎo)和管理人員迅速趕赴現(xiàn)場(chǎng)組織處理，在緊急情況下可直接通知有關(guān)人員離開(kāi)事故現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)請(qǐng)求調(diào)度臺(tái)通知合成切氨，做緊急停車處理。班組長(zhǎng)迅速組織人員尋找事故源點(diǎn)、在能保證人身安全有情況下迅速關(guān)閉該設(shè)備所有進(jìn)出口閥門(mén)。避免事故進(jìn)一步擴(kuò)散，并通知消防隊(duì)用高壓水稀釋泄漏的液氨。防止危急周邊居民的人生安全和環(huán)境污染，事故源得到控制后班長(zhǎng)迅速組織人員清點(diǎn)各崗位所有人數(shù)是否到齊。 四）泵房發(fā)生液氨泄漏事故時(shí)：發(fā)現(xiàn)泵房崗位發(fā)生液氨泄漏事故人，在第一時(shí)間內(nèi)通知班長(zhǎng)和調(diào)度臺(tái)及其他崗位操作人員作好防化準(zhǔn)備工作。由調(diào)度臺(tái)通知事業(yè)部所有領(lǐng)導(dǎo)和管理人員迅速趕赴現(xiàn)場(chǎng)組織處理，在緊急情況下可直接通知有關(guān)人員離開(kāi)事故現(xiàn)場(chǎng)。同時(shí)請(qǐng)求調(diào)度臺(tái)通知合成切氨（新系統(tǒng)可自己切斷四樓的氨泵進(jìn)口總閥），電控部切斷所有傳動(dòng)設(shè)備電源，做緊急停車處理。班組長(zhǎng)迅速組織人員尋找事故源點(diǎn)、在能保證人身安全有情況下迅速關(guān)閉該設(shè)備所有進(jìn)出口閥門(mén)。避免事故進(jìn)一步擴(kuò)散，并通知消防隊(duì)用高壓水稀釋泄漏的液氨。防止危急周邊居民的人生安全和環(huán)境污染，事故源得到控制后班長(zhǎng)迅速組織人員清點(diǎn)各崗位所有人數(shù)是否到齊。  6尿素的生產(chǎn)工藝 6.1尿素的基本性質(zhì) 尿素的化學(xué)命名為碳酸銨，分子式是.尿素是無(wú)色，無(wú)嗅，無(wú)味的針狀或棱柱狀結(jié)晶，工業(yè)產(chǎn)品為白色，含氮量為46.6%，分子量為60.04。 熔點(diǎn)：132.7℃ 重度：20℃-40℃,1,335（固體），1.4（粒狀）。 比重變化量：每1℃ 0.000208 假比重：0.52-0.64,0.7-0.75（粒狀） 溶解度：易溶于水和液氨中，稍溶于甲醇、苯中，不溶于三氯甲烷、醚類中。 溫度在30℃以上，尿素在液氨中溶解度較水中的溶解度大。 6.2尿素合成的基本原理 用氨和合成尿素的反應(yīng)，通常認(rèn)為是按以下兩個(gè)步驟，在合成塔內(nèi)連續(xù)進(jìn)行： 第一步：氨與作用生成氨基甲酸銨 第二步：氨基甲酸銨脫水生成尿素 這兩個(gè)反應(yīng)都是可逆反應(yīng)，反應(yīng)（1）是放熱反應(yīng)，在常溫下實(shí)際上可以進(jìn)行到底，在100、150℃時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的很快、很完全，為瞬時(shí)反應(yīng)，而反應(yīng)（2）是吸熱反應(yīng)，進(jìn)行的比較緩慢，且不完全，這就使其成為合成尿素的控制反應(yīng)。 實(shí)驗(yàn)證明，尿素不能在氣相中直接形成，固體的氨基甲酸銨加熱時(shí)尿素的生成速度比較慢，而在液相中反應(yīng)才較快。所以，尿素的生產(chǎn)過(guò)程要求在液相中進(jìn)行，即氨基甲酸銨必須呈液態(tài)存在。溫度要高于熔點(diǎn)145-155℃，因此，決定了尿素的合成要在高溫下進(jìn)行。 氨基甲酸銨是個(gè)不穩(wěn)定化合物，加熱時(shí)很容易分解，在常溫下60就可以完全分解，制取尿素時(shí)為了使氨基甲酸銨呈液態(tài)，采用了較高溫度，所以必需采用高壓。由上可知，合成尿素的反應(yīng)的基本特點(diǎn)是高溫、高壓下的液相反應(yīng)，并且是可逆放熱反應(yīng)。 6.3尿素合成工藝條件的選擇 （1）過(guò)剩氨 過(guò)剩氨是比較化學(xué)反應(yīng)量所多的氨，常以百分率表示，或表示。過(guò)剩氨可以使反應(yīng)的平衡趨向生成尿素的一方，使產(chǎn)率提高。過(guò)剩氨也可以合成速度加快，提高尿素產(chǎn)率，過(guò)剩氨的存在，可與系統(tǒng)中的水結(jié)合，從而降低了水的濃度，抑制了副反應(yīng)的發(fā)生。 過(guò)剩氨的存在，帶走了一部分氨基甲酸銨的生成熱，不僅有利于反應(yīng)平衡趨向生成尿素的方向，提高尿素產(chǎn)率，而且有利于維持塔內(nèi)反應(yīng)的自熱平衡，簡(jiǎn)化了合成塔的結(jié)構(gòu)，過(guò)剩氨的存在，抑制了氫酸和氫酸氨的生成，降低了對(duì)合成塔的腐蝕。但過(guò)剩氨的存在也帶來(lái)一些不利影響： 過(guò)剩氨的增加過(guò)大，二氧化碳轉(zhuǎn)化率增加率也逐漸增加，并且提高了合成塔內(nèi)反應(yīng)系的平衡壓力；過(guò)剩氨的增加，會(huì)破壞反應(yīng)物的自然平衡，為維持合成塔內(nèi)頂定溫度，就必須提高濃氨預(yù)熱溫度；過(guò)剩氨的增加，會(huì)是反應(yīng)混合物的比重下降，所需反應(yīng)釜的容積加大，處理未生成尿素的反應(yīng)物的設(shè)備也更大，動(dòng)力消耗增加。 因此，在尿素水溶液全循環(huán)法中比一般在3.5-4.1。 （2）水份 水是尿素合成過(guò)程中的產(chǎn)物，水存在可以降低氨基甲酸銨的熔點(diǎn)，有利于尿素的合成，氨基甲酸銨可以溶解在水中，故可以消除氨基甲酸銨的堵塞現(xiàn)象。 但是從化學(xué)反應(yīng)平衡考慮，過(guò)量水的存在阻止合成反應(yīng)向著生成尿素的方向移動(dòng)，促進(jìn)氨基甲酸銨水解等付反應(yīng)的進(jìn)行。造成CO2轉(zhuǎn)化率的下降，甚至引起合成與分解的操作條件惡性循環(huán)，水的存在也使合成塔腐蝕加劇。因此在水溶液全循環(huán)中，正常生產(chǎn)時(shí)避免向合成塔內(nèi)送水，在過(guò)剩氨回收和液相循環(huán)中，也應(yīng)力求減少水分進(jìn)入合成塔，在工業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)行合成塔物料為1/0.65。 （3）的純度 的純度低，不僅會(huì)降低的轉(zhuǎn)化率，而且會(huì)造成合成塔的腐蝕，生產(chǎn)實(shí)踐證明%在86-100%時(shí)，純度每下降1%的轉(zhuǎn)化率下降0.6%左右。因此生產(chǎn)中過(guò)頂二氧化碳的純度要在98%以上。 （4）溫度和壓力 溫度越高尿素達(dá)最大產(chǎn)率的時(shí)間越短，即反應(yīng)速度越快，合成塔的生產(chǎn)強(qiáng)度也就提高，但溫度越高，尿素產(chǎn)率的提高逐漸減慢，同時(shí)反應(yīng)溫度的提高也必須使合成系統(tǒng)的平衡壓力提高，腐蝕速度增加，為保證尿素在液相中生成和一定的反應(yīng)速度，對(duì)設(shè)備制造和防腐問(wèn)題，合成塔的操作溫度控制在185-190℃為宜。 合成塔的操作壓力，必須大于操作條件下的平衡壓力，否則會(huì)使氨基甲酸銨離解，溶液中氨氣化，轉(zhuǎn)化率下降，但操作壓力過(guò)高，會(huì)使動(dòng)力消耗增加，設(shè)備制造強(qiáng)度加大。因此合成塔的操作壓力高于其操作條件下平衡壓力10-30氣壓較好。 6.4未反應(yīng)成尿素物質(zhì)的分離和回收 在合成塔中比為4時(shí)，約有65%的和33%的氨轉(zhuǎn)變成尿素，其余的氨和二氧化碳則以氨基甲酸銨，游離二氧化碳和游離氨的形式存在于合成后尿素熔融物種，這部分物質(zhì)必須同尿素分離，以便循環(huán)利用。 為了把未反應(yīng)生成尿素的從尿水熔融物分離出來(lái)，一般采用逐段降壓和提溫的方法，有利于的溜出，但壓力的選擇，還必須考慮到，的回收，為年度的控制還必須考慮到高溫對(duì)設(shè)備的腐蝕，溫度和壓力的選擇都不宜太高太低。為了把分離出來(lái)的回收，通常是在不同溫度，不同壓力，是用水和氨水，把吸收，生成甲胺和氨水，然后返回尿素合成塔。 6.5尿素的加工 尿素水溶液在加熱過(guò)程中其熱穩(wěn)定性較差，在溶液加熱達(dá)到一定溫度以上就可能發(fā)生尿素水解反應(yīng)和縮二脲的生成反應(yīng)，其反應(yīng)如下： 2NH2CONH2=NH2CONHCONH2+NH3 NH2CONH2+2H2O=(NH4）2CO3=2NH3+ CO2+H2O 兩個(gè)副反應(yīng)由于受溫度、加熱時(shí)間、溶液面上氣氨分壓等因素的影響。因此，尿液蒸發(fā)過(guò)程的操作壓力越低，相應(yīng)飽和尿液濃度就越高，如果達(dá)到相同濃度，蒸發(fā)壓力高，相應(yīng)所需溫度也高。 為減少副產(chǎn)物的生成，避免出現(xiàn)結(jié)晶困難的問(wèn)題，通常采用兩段蒸發(fā)流程：一段蒸發(fā)的目的是在較低的壓力下首先蒸發(fā)掉大量的水，然后在更低的壓力下進(jìn)行二段蒸發(fā)，已達(dá)到最后的濃度，兩端蒸發(fā)的分界線是根據(jù)傳熱溫差和冷卻水溫度而定的。 6.6 工藝流程介紹 其生產(chǎn)工藝流程特點(diǎn)是采用了二段分解、三段吸收、二段蒸發(fā)、自然通風(fēng)的造粒流程，設(shè)計(jì)中未考慮解析系統(tǒng)，碳化氨水送碳氨母液槽。本流程分為壓縮、合成、分解系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、蒸發(fā)造粒四個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，整個(gè)生產(chǎn)為單系統(tǒng)生產(chǎn)。 6.7 尿素合成工藝流程圖： 6.8尿素合成的工藝流程： 6.8.3晉開(kāi)化工集團(tuán)采用的就是改進(jìn)型二氧化碳?xì)馓岱? 1、二氧化碳?xì)馓岱ê?jiǎn)介 所謂氣提法就是用氣提劑如CO2、氨氣、變換氣或其他惰性氣體，在一定壓力下加熱，促進(jìn)未轉(zhuǎn)化成尿素的甲銨的分解和液氨氣化。氣提分解效率受壓力、溫度、液氣比及停留時(shí)間的影響，溫度過(guò)高會(huì)加速氨的水解和縮二脲的增加，壓力過(guò)低，分解物的冷凝吸收率下降。氣提時(shí)間愈短愈好，可防止水解和縮合反應(yīng)。故氣提法是采用二段合成原理，即液氨和氣體CO2在高壓冷凝器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)生成甲銨，而甲銨的脫水反應(yīng)則在尿素合成塔中進(jìn)行。實(shí)際上，為了維持合成尿素塔的反應(yīng)溫度，部分甲銨的生成留在合成塔中，而不是全部在高壓冷凝器中完成。這是一個(gè)吸熱、體積增大的可逆反應(yīng)，只要有足夠的熱量，并能降低反應(yīng)產(chǎn)物中任一組分的分壓，甲銨的分解反應(yīng)就能一直向右進(jìn)行，氣提法就是利用這一原理，當(dāng)通入CO2氣時(shí)，CO2的分壓為1，而氨的分壓趨于0，致使反應(yīng)不斷進(jìn)行。同樣，用氨氣提也有相同的結(jié)果。 二氧化碳汽提尿素裝置由以下工序組成：高壓圈包括尿素合成塔、汽提塔、甲銨冷凝器、高壓洗滌器和高壓噴射器；后工序僅設(shè)置了低壓分解吸收系統(tǒng)；真空蒸發(fā)系統(tǒng)包括了兩段真空蒸發(fā)和冷凝系統(tǒng)，并設(shè)置了工藝?yán)淠禾幚砉ば颍婵照舭l(fā)后的尿液送入最終造粒工序。 它的主要工藝特點(diǎn)為在最佳氨碳比的條件下，使合成壓力降到最低。同時(shí)，在合成壓力下，用二氧化碳?xì)鈱?duì)甲銨液進(jìn)行汽提，分解的氨和二氧化碳在合成壓力下冷凝，其冷凝熱用來(lái)副產(chǎn)蒸汽供二段分解和一段蒸發(fā)作加熱蒸汽用，并作為蒸汽噴射器的動(dòng)力蒸汽以及提供系統(tǒng)保溫用。由于采用二氧化碳汽提，該工藝與氨汽提尿素工藝相比，汽提壓力較低，汽提效率較高，因而無(wú)需中壓分解也能滿足尿素裝置生產(chǎn)的要求。該工藝技術(shù)改進(jìn)后，采用了原料CO2氣體的脫氫技術(shù)，從根本上杜絕了工藝過(guò)程中燃爆的危險(xiǎn)性，在高壓洗滌器后設(shè)4bar吸收塔吸收不凝氣中的氨，減少了尿素裝置的消耗。工藝流程短，設(shè)備少，生產(chǎn)穩(wěn)定，消耗低。該法在我國(guó)建廠較多，積累了豐富的設(shè)計(jì)、設(shè)備制造和生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)。近年來(lái)，在我國(guó)新建的尿素裝置和大型尿素裝置的改造中，大都采用了新型的二氧化碳汽提法工藝技術(shù)。 2 尿素生產(chǎn)二氧化碳汽提工藝原理: （1）二氧化碳?jí)嚎s 由合成車間送來(lái)的CO2經(jīng)冷卻后進(jìn)入二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，經(jīng)四段壓縮后送入汽提塔底部。在進(jìn)入壓縮機(jī)前，往二氧化碳?xì)饬髦屑尤胍欢康目諝?，使氣流中含有氧，在設(shè)備上生成氧化膜以防設(shè)備腐蝕及除氫所需。所需空氣約為二氧化碳?xì)饬康?.0％(體積)。 （2）合成與汽提 由合成車間送來(lái)的液氨經(jīng)預(yù)熱進(jìn)入高壓氨泵，為了避免高壓氨泵的氣塞，液氨的溫度比上述壓力下的沸點(diǎn)最少低10℃，通過(guò)高壓氨泵將壓力提高到16.0MPa .出高壓氨泵的液氨經(jīng)加熱到約70℃，送入高壓噴射器，將高壓洗滌器出來(lái)的甲銨液增壓，一并送入高壓甲銨冷凝器的頂部。 高壓甲銨冷凝器的作用，是將液氨和氣體CO2大部分冷凝成為甲銨液體。高壓甲銨冷凝器是立式管殼式熱交換器，在上部管側(cè)送入新鮮的液氨，含有NH3和CO2的汽提氣以及循環(huán)返回系統(tǒng)的甲銨液，此物料是氣液混合物，在約14.0MPa下送入，物料沿管子的內(nèi)壁往下流，出口溫度為168～170℃，NH3／CO2＝2.8～2.9。換熱器的殼側(cè)，用0.3MPa(143℃)的沸水冷卻，甲銨的冷凝溫度比水的沸點(diǎn)要高20℃，這樣加料物中的蒸汽被冷凝，并反應(yīng)生成甲銨，放出冷凝熱和生成熱，傳給管外的沸水，產(chǎn)生0.3MPa的蒸汽，這種蒸汽在車間有許多用途。 蒸汽在四個(gè)汽包中與水分離。汽液混合物是通過(guò)上升管進(jìn)入汽包的，而水由下降管回到高壓冷凝器殼側(cè)的底部。由于蒸汽的生成，在殼側(cè)內(nèi)水自然循環(huán)，蒸汽由汽包頂部離開(kāi)，鍋爐給水(蒸汽冷凝液)由泵送入下降管中。 高壓冷凝器的操作要使進(jìn)口的氨與二氧化碳不是全生成甲銨，大約有78％的NH3和70％的CO2冷凝成液體，而有一小部份仍然以氣體存在，生成的甲銨液與未冷凝的氣體，從底部各自的管子離開(kāi)高壓甲銨冷凝器，進(jìn)入合成塔的底部。 甲銨生成的反應(yīng)式: 2NH3+CO2 ===NH4COONH2 +119.2 GJ/kmol （3）合成塔 合成塔是一個(gè)長(zhǎng)的立式高壓反應(yīng)器，反應(yīng)混合物自下而上通過(guò)。在溫度為180～186℃和13.5～14.5MPa壓力下，將甲銨轉(zhuǎn)化為尿素，轉(zhuǎn)化率為61％左右，再?gòu)膬?nèi)部的溢流管離開(kāi)。塔內(nèi)的液面必須保持比溢流管口稍稍高一些，并用合成塔出口處的控制閥控制。反應(yīng)混合物中的氣體從塔的頂部離開(kāi)。 尿素生成的反應(yīng)式:NH4COONH2====CO(NH2)2+H2O-15.5kj/mol 合成塔的容積，需保證反應(yīng)混合物有足夠的停留時(shí)間，以達(dá)到所要求的轉(zhuǎn)化率。停留時(shí)間約為l小時(shí)。合成塔頂部的出氣中，除NH3和CO2外，還有O2、N2、H2等惰性氣體，它們是與CO2氣一起加到反應(yīng)系統(tǒng)中來(lái)的(約占5.5％，其中4.0％是防腐用的空氣，而1.5％是由C02氣從氨廠帶來(lái)的雜質(zhì)，主要是氫)。在合成塔頂部出口氣相管上設(shè)有放空閥以便升溫鈍化時(shí)、合成塔超壓時(shí)作放空、卸壓用。 （4）高壓洗滌器 合成塔頂部出氣中的NH3和C02必須加以回收，而惰氣則需放空，以避免在系統(tǒng)中積累，此過(guò)程是分別在高壓洗滌器和0.6MPa的吸收塔中進(jìn)行的。 高壓洗滌器下部是直立管殼式浸沒(méi)冷凝器，器內(nèi)充滿著液體，氣體鼓泡向上通過(guò)，上部為鼓泡段，液體出鼓泡段，—部分經(jīng)內(nèi)溢流管返回浸沒(méi)冷凝段底部，一部分外溢出去進(jìn)入噴射泵(3201-L)的吸入口。這保證了氣體與其冷凝液的充分混合，從而避免了固體甲銨的生成。出口甲銨液的溫度保持在160～165℃，為了防止冷卻過(guò)度，管外用熱水冷卻。熱水在一個(gè)封閉的加壓系統(tǒng)中用循環(huán)水泵循環(huán)。 高壓洗滌器出氣由于其中含有少量H2和O2，當(dāng)操作不正常時(shí)(濃度波動(dòng))有可能形成爆炸性混合物，為了避免爆炸，要求NH3和CO2在此不完全吸收，而將出氣經(jīng)減壓閥送0.6MPa吸收塔進(jìn)一步吸收NH3和CO2，最后惰氣經(jīng)PC3715由塔頂放空。因?yàn)楦邏杭卒@冷凝器中的壓力要比高壓洗滌器約高0.3MPa，因此，甲銨液必須在高壓噴射器中用16.0MPa的液NH3噴射才能返回到反應(yīng)系統(tǒng)中去。 （5）汽提塔(高壓熱交換器) 汽提塔是一個(gè)直立管殼式加熱器，反應(yīng)混合物在180～186℃下進(jìn)入，向下流入管束并以液膜狀態(tài)沿管壁往下流，然后在165～175℃下從底部離開(kāi)。CO2氣從底部進(jìn)入，將溶液中的NH3和CO2趕出，但不可能全部趕出，因?yàn)樵谄崴兴?yīng)熱量受下列條件的限制： 與工藝液體相接觸的管子的溫度不能高于200℃，否則會(huì)發(fā)生嚴(yán)重腐蝕，這就對(duì)蒸汽側(cè)與工藝側(cè)的溫度提出了限制。 總的熱交換面也有限制，因?yàn)檫^(guò)多的管子將造成液體分布不均勻而使汽提效率降低，而過(guò)長(zhǎng)的管子使液體停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使縮二脲生成及尿素水解反應(yīng)加劇。實(shí)際上約有85％的NH3及75％的CO2從反應(yīng)混合物中被汽提出來(lái)，同時(shí)也有一些水蒸發(fā)出來(lái)。出口液體含有NH3 6.0～8.0％(Wt)。汽提塔頂部出氣要送入高壓甲銨冷凝器的頂部，所以汽提塔的壓力應(yīng)比高壓甲銨冷凝器略高一些。汽提塔所用的飽和蒸汽壓力為2.0MPa 。離開(kāi)汽提塔底部的工藝液體，由一個(gè)用液面減壓閥控制使汽提塔的底部保持一定的液位，以防CO2隨同液體排出。 （6）循環(huán)系統(tǒng) 離開(kāi)汽提塔的尿液經(jīng)控制閥減壓到0.15～0.25MPa，噴灑在精餾塔的填料床上，由于減壓的結(jié)果，尿液中的一部分甲銨分解，所需的熱由溶液本身供給，從而使溶液的溫度下降到105～110℃。 溶液從精餾塔底進(jìn)入循環(huán)加熱器，在此溶液的溫度升高到130℃左右，其結(jié)果是甲銨又一次分解。在精餾塔底部的分離器中進(jìn)行液氣分離，氣體通過(guò)填料床上升，被從上往下流的冷尿液所冷卻。使氣體中所含的水蒸汽被部分冷凝。離開(kāi)精餾塔底部的尿液經(jīng)過(guò)控制閥流入閃蒸槽；離開(kāi)精餾塔的氣體與3708－C來(lái)的液體一起送入低壓甲銨冷凝器的底部。低壓甲銨冷凝器為浸沒(méi)式，為了取走甲銨生成熱與冷凝熱，用調(diào)溫水冷卻.低壓甲銨冷凝器頂部的氣液混合物流入液位槽進(jìn)行氣液分離，大部分甲銨液靠此重力差循環(huán)回低壓甲銨冷凝器，而一部分從底部流出，用甲銨泵送入高壓洗滌器的頂部。 在液位槽的底部，用一個(gè)漏斗形出口管與低壓甲銨冷凝器相連。使甲銨溶液在低壓甲銨冷凝器與液位槽之間構(gòu)成自然循環(huán)使氣液良好混合，從而使在冷卻器表面上生成甲銨結(jié)晶的機(jī)會(huì)減小。從液位槽的液體中分離出來(lái)的氣體及3708-C的氣體進(jìn)入低壓洗滌器， 在低壓洗滌器中，在填料床上用吸收塔來(lái)的甲銨液洗滌，除惰氣外全部氣體被吸收下來(lái)。在底部收集的甲銨液用循環(huán)泵經(jīng)由循環(huán)冷卻器循環(huán)回到低壓洗滌器的填料床上，用這種增加噴淋密度的方法可以增強(qiáng)吸收效果，并可使在填料床中放出的冷凝熱與甲銨生成熱在冷卻器中被冷卻水移走。 低壓洗滌器底部裝有溢流管，以保持恒定的液面。生成的甲銨液經(jīng)過(guò)溢流管流入液位槽中的漏斗管，循環(huán)回到低壓甲銨冷凝器。未冷凝的氣體離開(kāi)低壓洗滌器的頂部，經(jīng)過(guò)控制閥進(jìn)入3308-C進(jìn)行吸收，吸收后的液體排入氨水貯槽，氣體放空入大氣。PC3304控制整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的壓力，并經(jīng)常通蒸汽保溫，以防甲銨結(jié)晶堵塞。 精餾塔底出來(lái)的溶液減壓后流入閃蒸槽，閃蒸槽中保持低度真空，約0.045MPa.在溶液減壓時(shí)，少量的NH3同較大量的蒸汽從溶液中逸出，使溶液的溫度從130℃左右降到90～95℃，得到的尿素溶液的濃度約為73％.流入尿液貯槽。 （7）蒸發(fā)與回收 蒸發(fā)系統(tǒng)是將尿素溶液中的水蒸發(fā)，濃縮成最終濃度為99.7％(重量)的尿液。在蒸發(fā)過(guò)程中溫度不宜太高，以減少縮二脲的生成。然而在尿素溶液逐漸濃縮的過(guò)程中，溫度也不能太低，以免結(jié)晶生成，整個(gè)蒸發(fā)過(guò)程是在兩個(gè)不同的真空度下進(jìn)行的，第一段的操作條件為：壓力0.032MPa，最終溫度為130℃，最終濃度95％，第二段的操作條件為：壓力0.0034MPa，最終溫度140℃，一段蒸發(fā)器的液、蒸汽混合物是在一段分離器(3401-F)中分離的，它位于蒸發(fā)器的頂上。濃縮后的尿素溶液經(jīng)過(guò)一個(gè)U形管離開(kāi)一段分離器進(jìn)入二段蒸發(fā)器，最終使溶液濃縮到99.7%。 一段蒸發(fā)分離器分離出的水蒸汽進(jìn)入一段洗滌器內(nèi)，用尿素含量約35%（重量）的溶液洗滌。洗滌液來(lái)自循環(huán)泵。洗滌液和回收的尿素在一段洗滌器內(nèi)從蒸汽中分離。以尿素含量約35%（重量）溶液形式回收的尿素，經(jīng)流量控制閥送至尿液貯槽。而洗滌后的蒸汽，送往一段蒸發(fā)冷凝器（3702-CA）冷凝。真空度由一段蒸發(fā)噴射器（3701-L）產(chǎn)生，離開(kāi)一段蒸發(fā)噴射器的蒸汽再進(jìn)入一段蒸發(fā)尾氣回收冷凝器（3702-CB）進(jìn)一步冷凝，冷凝后的液相排入氨水貯槽，氣相則進(jìn)入煙囪放空。 二段蒸發(fā)分離器分離出的水蒸汽進(jìn)入二段洗滌器內(nèi)，用尿素含量約15%（重量）的循環(huán)液洗滌。循環(huán)液來(lái)自循環(huán)泵。洗滌液和回收的尿素在二段洗滌器內(nèi)從蒸汽中分離。以尿素含量約15%（重量）溶液形式回收的尿素，經(jīng)液位控制閥（LV3402）連續(xù)送入一段洗滌器。洗滌后的蒸汽通過(guò)升壓噴射器升壓至0.012MPa，與驅(qū)動(dòng)蒸汽一起進(jìn)入二段蒸發(fā)器的第一冷凝器。蒸發(fā)器的真空度由升壓器、兩個(gè)噴射器及二個(gè)冷凝器產(chǎn)生。 二段蒸發(fā)的真空度不需要自動(dòng)控制，因?yàn)閴毫τ?，蒸發(fā)愈好?；厥障到y(tǒng)的稀氨水，部分經(jīng)LC3403連續(xù)不斷地提供，部分在洗滌一段洗滌器和二段洗滌器除沫器的過(guò)程中經(jīng)LV3402和LV3403周期性提供。 離開(kāi)二段分離器底部的尿素熔體經(jīng)過(guò)大氣腿由尿素熔融泵送入造粒塔頂?shù)膰婎^。當(dāng)噴頭以合適的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，尿素熔體被灑成大小合適的小液滴分布在造粒塔的整個(gè)截面上，當(dāng)它們下降時(shí)因冷卻而固化。結(jié)晶熱被上升的空氣流帶走，由于空氣的溫升使造粒塔在自然通風(fēng)下有足夠的空氣流過(guò)。 （8）解吸 在閃蒸槽及蒸發(fā)系統(tǒng)中蒸發(fā)出來(lái)的水蒸汽在相應(yīng)的冷凝器中冷凝后，含有少量的尿素、氨和二氧化碳，經(jīng)過(guò)大氣腿流入氨水貯槽，此貯槽在內(nèi)部用隔板分成三室，一個(gè)大的和兩個(gè)小的，隔板在接近槽的底部開(kāi)了兩個(gè)小孔，這樣使各室的液面取齊，但各室的液體又不可能完全混合。 從閃蒸槽冷凝器來(lái)的冷凝液含的氨最多，被引入一個(gè)小室中，它與閃蒸槽冷凝液泵相連接。從蒸發(fā)冷凝器來(lái)的含有少量尿素和氨的冷凝液流入另一小室中，它被送到解吸塔的頂部。進(jìn)入解吸塔的液體經(jīng)過(guò)各層塔板上的溢流管逐層流下，從塔底出去。蒸汽直接從塔底加入，通過(guò)塔板上的浮閥向上流動(dòng)。由于液體與蒸汽的逆