2022年全循環(huán)法合成尿素(年產(chǎn)10萬噸)

1、摘 要 本設(shè)計通過把合成氨取得的液氨和在制氨過程中得到的二氧化碳在高溫高壓下分：NH與CO的原料供給及凈化，：NH與CO合成尿素，尿素熔融液未應(yīng)成尿素物質(zhì)別離和回收，尿素溶液的加工四個步驟進展合成尿素。 主要完成的任務(wù)是工藝設(shè)計、工藝計算和工程圖設(shè)計。通過本設(shè)計的訓(xùn)練，使得我們對化工生產(chǎn)工藝工程，化工工程圖設(shè)計和生產(chǎn)管理有一個全面、初步的了解。設(shè)計包括尿素生產(chǎn)設(shè)計說明書、全廠工藝流程圖、全廠平面布置圖、生產(chǎn)車間平面圖兩張、生產(chǎn)車間立面圖。 關(guān)鍵詞：尿素，水溶液全循環(huán)法，工藝，工藝流程圖，布置圖目 錄摘 要 2前 言1一 工藝流程論證21.1 尿素的性質(zhì)21.2 各工藝流程方案的優(yōu)缺點41.3

2、工藝流程方案的選擇61.4 工藝流程論證111.4.1 NH和CO的原料供給及凈化 NH和CO合成尿素1.4.3 尿素熔融液與未反響成尿素物質(zhì)的別離合成1.4.4 尿素溶液的加工二 典型機器設(shè)備選型及論證2.1 尿素合成塔的選型與論證2.2 CO壓縮機選型與論證2.3 換熱器的選型與論證2.4 泵的選型與論證總 結(jié)參考文獻致 謝 辭13附 錄 一14附 錄 二14前 言 尿素是是目前使用的固體氮肥中含氮量最高的化學(xué)肥料，以單位為氮為基準，尿素的生產(chǎn)、運輸、儲存和施用費用是最低的。尿素是一種良好的的中性肥料，不含酸根，適用于各種土壤和各種農(nóng)作物，廣泛用于農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、工業(yè)等，需求量大。尿素廣泛存

3、在于人類和動物的尿中。人體每天排出尿素20-30g。1828年，德國化學(xué)家維勒將氰酸與氨的水溶液反響，產(chǎn)生一種白色結(jié)晶，這是人類歷史上用人工方法，從無機物制得人體排泄出來的有機化合物尿素，成為現(xiàn)代有機化學(xué)興起的標志。在維勒之后，又出現(xiàn)了制備尿素的其他方法，多達五十種，但是這些方法由于種種原因，或原料難得，或有毒，或反響難以控制，或經(jīng)濟上不合理，都未能工業(yè)化，唯一成為當(dāng)代尿素工業(yè)根底反響的是俄國化學(xué)家提出在高壓下加熱氨基甲酸銨使之脫水，也制成了尿素 到20世紀初，開場出現(xiàn)工業(yè)規(guī)模的合成氨生產(chǎn)，由于尿素合成反響受到平衡的限制而總有來自未反響氨存在，早期的尿素工廠均將未反響的氨加工成為其他產(chǎn)品，所以

4、尿素生產(chǎn)一定要與其他生產(chǎn)聯(lián)合，不夠方便。在20世紀30年代相繼建成了第一批具有相當(dāng)規(guī)模的連續(xù)不循環(huán)法尿素工廠，也稱一次通過法。這為尿素工業(yè)開展奠定了根底。 此后，尿素工業(yè)高速開展起來?，F(xiàn)在尿素是世界上普遍使用的固體氮肥。隨著國家的三農(nóng)政策和對農(nóng)業(yè)的大力扶持，尿素生產(chǎn)能力在未來必然會大幅的增長。本次設(shè)計的是水溶液全循環(huán)制尿素，水溶液全循環(huán)法制尿素是指將尿素合成反響后的物料分段減壓：加熱使其中末反響的甲胺分解和游離氨解析出來，并逐段將氨和二氧化碳冷凝成液氨和吸收成氨基甲酸銨水溶液，用泵加壓返回合成系統(tǒng)中去循環(huán)利用。水溶液全循環(huán)法制尿素生產(chǎn)過程一般可分為：原料的壓縮和凈化、尿素合成、循環(huán)回收、尾氣吸

5、收與解吸、蒸發(fā)和造粒等幾個工序。 目前，我國大型廠采用的多數(shù)是二氧化碳汽提法和傳統(tǒng)水溶液全循環(huán)法 一 工藝流程論證1.1 尿素的性質(zhì)尿素物理化學(xué)性質(zhì)：常壓熔點132.6. 易吸濕：硝銨>尿素>硫銨 尿素的化學(xué)性質(zhì)：1.微堿性，但不能使指示劑變色2.與鹽生成絡(luò)合物3.水解4.縮合 2尿素縮二脲+氨氣5.與甲醛縮合生成脲醛塑料通常尿素的工業(yè)生產(chǎn)以CO和NH為原料，在高溫高壓作用下合成尿素較廉價?？偟姆错憺?；2NH+COCO(NH)+HO反響過程中首先是NH和CO混合物形成液相，并大局部以氨基甲酸銨NHCOONH形成存在；其次，氨基甲酸銨脫水成為尿素。尿素合成反響只在較高溫度140以上下

6、，其反響速度才較快而具有工業(yè)生產(chǎn)意義。由于反響物的易揮發(fā)性，而尿素反響又必須在液相進展，所以在較高的溫度下要求壓力也高。工業(yè)生產(chǎn)的條件范圍為溫度160210和壓力1324Mpa。但是由于尿素合成是一個可逆反響，所有的尿素制法都按照兩個根本步驟進展，氨和二氧化碳在高溫、高壓下作用形成氨基甲酸銨；之后，氨基甲酸銨脫水生成尿素和水，其反響式為： 2NH+CONHCOONHH=-100500J/mol(167,14MPa) NHCOONHCO(NH)+HO H=27600 J/mol(180)氨基甲酸銨的脫水并轉(zhuǎn)化為尿素的反響是可逆的而且是不完全的。投入的原料氨和二氧化碳僅局部地轉(zhuǎn)化為尿素和水，而未反

7、響的原料那么溶解于這一水溶液中。通常，以二氧化碳計的轉(zhuǎn)化率為50%-70%。因原料氨和二氧化碳的配比均高于化學(xué)計量比，即NH/ CO摩爾比大于2，所以以氨計的轉(zhuǎn)化率那么更低。從物料平衡來說，回收或利用未反響的原料是一重要的問題。從能量平衡來說，即如何充分利用反響熱量以降低能耗，是提高生產(chǎn)經(jīng)濟性的關(guān)鍵。1.2 各工藝流程方案的優(yōu)缺點：以氨和二氧化碳為原料的尿素生產(chǎn)技術(shù)流程有多種。最早實現(xiàn)工業(yè)化的方法是不循環(huán)法和局部循環(huán)法；后來即被水溶液全循環(huán)法所代替；其后， 又出現(xiàn)了各種氣提法流程。這些不同方法的生產(chǎn)原理是一樣的，但在其實現(xiàn)的流程和工藝條件上有所不同。主要的尿素生產(chǎn)技術(shù)的工藝流程、主要設(shè)備和操作

8、條件。; 3 D& H8 E) l0 K、.不循環(huán)法和局部循環(huán)法尿素生產(chǎn)工業(yè)化早期實現(xiàn)的是不循環(huán)和局部循環(huán)流程。$ X+ h# C0 k3 |9 K1 j& . J原料液氨和壓縮到高壓的二氧化碳氣混合進入尿素合成塔進展反響。合成塔出口溶液經(jīng)一次減壓分解，得到較為純潔的尿素水溶液并加工成尿素產(chǎn)品。未反響的NH和CO氣體不再返回，而是送往氨加工車間，將未轉(zhuǎn)化的氨加工為硫酸銨、硝酸銨等其他產(chǎn)品。這種原料一次通過，未反響物不循環(huán)返回合成塔的方法稱為不循環(huán)法流程。假設(shè)未反響物經(jīng)減壓加熱分解，冷凝后局部返回合成系統(tǒng)，稱為局部循環(huán)法。優(yōu)點：工藝簡單、性能穩(wěn)定。缺點：無論是不循環(huán)法或是局部循環(huán)

9、法，在生產(chǎn)尿素時必定伴有大量副產(chǎn)物生成。此法本錢高，技術(shù)落后，早已淘汰不用。 (O3 e) D) f7 p) u% y  P(      .水溶液全循環(huán)法 " $ E9 p, T8 P3 h0 F0 A3 尿素合成反響后，未轉(zhuǎn)化的反響物氨和CO經(jīng)過幾段減壓及加熱分解，將其從尿素溶液中別離出來，然后全部返回合成系統(tǒng)，以提高原料氨和CO的利用率。此法稱為全循環(huán)法。按照未反響物氨和CO的回收方式不同，又分為溶液全循環(huán)法，氣體別離法(選擇吸附)，漿液循環(huán)法和熱氣循環(huán)法等。!. 傳統(tǒng)! m  t-  &#

10、160;r1 A' c水溶液全循環(huán)法。原料液氨和二氧化碳同循環(huán)尿素合成后未反響物氨和CO，經(jīng)分解別離后，用水吸收成甲銨溶液，然后循環(huán)回合成系統(tǒng)稱為水溶液全循環(huán)法。自20世紀60年代起迅速得到推廣，在尿素生產(chǎn)中占有很大的優(yōu)勢，至今仍在完善提高。. 改進C法日本三井東壓/東洋工程全循環(huán)改進C法，是傳統(tǒng)水溶液全循環(huán)改進，此法采用較高的合成壓力和溫度，并取較高的氨碳比和較低的水碳比，轉(zhuǎn)化效率高，降低了分解循環(huán)吸收的負荷。采用結(jié)晶重熔方法，可制得縮二脲低于0.35%的產(chǎn)品。但熱回收利用不高，總能耗低于傳統(tǒng)水溶液全循環(huán)法。優(yōu)點：水溶液全循環(huán)法不消耗貴重的溶劑，循環(huán)動力消耗較小投資省，曾被廣泛采用，

11、為尿素工業(yè)的開展做出了積極的奉獻。缺點：但水溶液全循環(huán)法存在不少問題.如能量得不到充分利用，反響熱被大量的循環(huán)液所降溫，沒有充分利用；一段甲銨泵腐蝕嚴重，對甲銨泵的制造、操作和維修比擬麻煩；為了回收微量的CO2和氨氣使流程變得過于復(fù)雜。.氣提法2 % J- L5 C; c) w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，在一定壓下加熱，促進未轉(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、液氣比及停留時間的影響，溫度過高會加速氨的水解和縮二脲的增加，壓力過低，分解物的冷凝吸收率下降。氣提時間愈短愈好，可防止水解和縮合反響。故氣提法是采用二段合成原理，即液氨和氣體CO

12、2在高壓冷凝器內(nèi)進展反響生成甲銨，而甲銨的脫水反響那么在尿素合成塔中進展。實際上，為了維持合成尿素塔的反響溫度，局部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.二氧化碳氣提法工藝的特點：用原料CO2氣提，氣提效率高，使未轉(zhuǎn)化物大局部直接返回，少量剩余物在一次低壓分解循環(huán)即可回收，省去了中壓循環(huán)，簡化流程。其次，合成壓力低，節(jié)省壓縮機和泵的動力。高壓圈內(nèi)高壓冷凝器的余熱溫度高，用來副產(chǎn)蒸汽，有利于能量的利用，降低蒸汽和冷卻水消耗。二氧化碳氣提采用低碳比、低溫、低壓的合成條件，具有明顯的優(yōu)點，但也用其缺乏之處：合成反響的CO2轉(zhuǎn)化率較低，增大了循環(huán)量。低氨碳比下介質(zhì)的腐蝕性較嚴重，因此采

13、用防腐氧氣，并需注意爆炸問題。優(yōu)點：流程短、設(shè)備少、易操作。動力消耗少，循環(huán)物料少。操作壓力、溫度、流量最低，降低了合成塔，壓縮機之要求。蒸汽用量，冷卻水用量少。輸送設(shè)備少，無甲銨泵等，缺點：高壓設(shè)備腐蝕嚴重，需特別處理因流量低，使尿素中縮二脲落高于其他法. j+ 8 o9 k  R7 H: ?# ) |) L0 s$ O1 y, F% m8 s .氨氣提法 氨氣提工藝的特點：提高合成氨碳比，提高原料CO2轉(zhuǎn)化率，并有助于提高氣提效率。通過熱氣提方式，使相當(dāng)多的未轉(zhuǎn)化物直接返回。高壓圈內(nèi)高壓冷凝器副產(chǎn)蒸汽，有利于能量的利用。合成系統(tǒng)采用高碳比，還有助于減輕設(shè)備的腐蝕，少加防

14、腐空氣。 優(yōu)點：與二氧化碳氣提法流程相比，氨氣提采用高氨碳比、高溫、高壓的合成條件，具有一定的優(yōu)點，合成反響的CO2轉(zhuǎn)化率較高，系統(tǒng)的腐蝕問題較輕。 缺點：氨氣提熱氣提效率不如二氧化碳氣提，需要設(shè)中壓分解循環(huán)，流程長，設(shè)備較多。1.3 工藝流程方案的選擇雖然二氧化碳氣提法也較好，流程短、效率高，設(shè)備少，易操作動力消耗少，循環(huán)物料少。操作壓力、溫度、流量最低，降低了合成塔，壓縮機之要求。蒸汽用量，冷卻水用量少。輸送設(shè)備少，無甲銨泵等。但是此合成法技術(shù)較新，許多方面還不夠成熟，且高壓設(shè)備腐蝕嚴重，需特別處理，并且容易爆炸，有一定的危險。水溶液全循環(huán)法和氣提法比擬，水溶液全循環(huán)法應(yīng)用較廣，時間較長，

15、所以無論是技術(shù)還是經(jīng)歷方面都較為成熟，水溶液全循環(huán)法不消耗貴重的溶劑，循環(huán)動力消耗較小投資省。由于我國尿素生產(chǎn)主要采取水溶液全循環(huán)法而且由于碳酸銨鹽水溶液全循環(huán)法工藝及技術(shù)相當(dāng)成熟，設(shè)備要求簡單且投資相對少，工藝流程方便易行，再添加污水處理系統(tǒng)以后，使整個生產(chǎn)的污染減少，所以這里采用碳酸銨鹽水全循環(huán)法。所以從技術(shù)性，經(jīng)歷性，經(jīng)濟性，平安性方面綜合考慮選用碳酸銨鹽水溶液全循法較好。1.4 工藝流程論證目前，工業(yè)上由NH和CO直接合成尿素分以下四個步驟：NH和CO的原料供給及凈化NH和CO合成尿素尿素熔融液與未反響成尿素物質(zhì)的別離和回收尿素溶液的加工1.4.1 NH和CO的原料供給及凈化 二氧化碳

16、的壓縮:來自脫碳工段的3540，0.1052MPa絕，純度為95.7%(干基，體積)，含氧量為0.5%干基，體積的原料二氧化碳氣體，經(jīng)液滴別離法別離出液滴后進入CO壓縮機，經(jīng)一、二段壓縮到0.981-1.128MPa絕，冷卻除水后送往CO壓縮機，經(jīng)三四，五段壓縮至20.89 MPa絕。約125送往尿素合成塔，二氧化碳凈化：來自CO壓縮機二段出口的CO氣體，進入兩個串聯(lián)的脫硫槽，氣體中的硫化物與脫硫劑作用。從0.15g/cm(標)以下，出脫硫槽的凈化氣體去CO壓縮機三段入口，當(dāng)脫硫劑含硫量趨于飽和，CO氣體含硫量缺乏時，啟用備用的脫硫槽，并對原脫硫槽中的廢脫硫劑進展交換，以資備用。 NH和CO合

17、成尿素 來自液氨貯鑵溫度30，壓力約2.06MPa絕的原料液氨經(jīng)液氨過濾器過濾，并經(jīng)流量計后進入液氨緩沖鑵的原料室。來自液氨冷凝器的循環(huán)液氨進入液氨緩沖鑵的回流室，其中的局部超過擋板，與原料氨混合后，經(jīng)液氨泵加壓至約20.69MPa絕送往液氨預(yù)熱器，被蒸汽冷凝液加熱至約70進入尿素合成塔，液氨緩沖槽回流室的液氨作為回流氨去一段吸收塔。 原料CO氣體.液氨.循環(huán)回收工序來的一段甲胺溶液同時送入尿素合成塔底部，其組成NH/CO-0.7(摩爾比)，188，在19.71 MPa絕，在188的合成條件下，經(jīng)過足夠的停留空間，約有64%的CO轉(zhuǎn)化為尿素，反響熔融液自塔頂排出。尿素合成塔壓力有出口壓力調(diào)節(jié)閥

18、控制。1.4.3 尿素熔融液與未反響成尿素物質(zhì)的別離合成 尿素合成塔的反響熔融液物經(jīng)出口壓力調(diào)節(jié)閥減壓至1.765 MPa絕，進入預(yù)蒸餾塔上部，在此別離出閃蒸氣體后，溶液自流至中部蒸餾段，與一段分解加熱器來的熱氣體逆流接觸，進展換熱蒸餾，使液相總的局部甲胺與過剩氨分解、氣化進入汽相。同時，汽相中的水蒸汽局部冷凝。與蒸餾后的尿素溶液自蒸餾段下部流往一段分解加熱器上升到預(yù)蒸餾塔底局部離為兩相，液相自塔低流出，經(jīng)減壓送往二段分解塔，汽相自上而下的通過蒸餾段自塔頂溢出一段蒸餾塔的熱能回收段，一段分解系統(tǒng)所需的防腐空氣自一段分解尿液管道上補入。 來自預(yù)蒸餾塔的一段分解氣體與來自二段甲胺泵的二段碳酸液在一

19、段蒸發(fā)器熱能回收段混合，發(fā)生局部冷凝，放出的熱量用于加熱尿素溶液。熱能回收段派出的氣液混合物進入一段吸收冷卻器底部，在循環(huán)冷卻軟水的冷卻作用下，氣體進一步發(fā)生冷凝。出一段吸收冷卻器的氣液混合物進入一段吸收塔的底部，氣相經(jīng)鼓泡段鼓泡只收后，為吸收的氣體進入槽流段被來自惰氣洗滌器的濃氨水與來自液氨緩沖槽的回流氨進一步清洗吸收，塔頂排出的50，含CO100PPM的氣氮進入氮冷凝器，局部氣氮在此冷凝下了流往液氨緩沖槽。出氨冷凝器的氣體經(jīng)惰氣洗滌進防爆空間后，依次進入氨冷凝器，在此冷凝的氨也流入液氨緩沖鑵。未冷凝氣體送至惰氣洗滌器，來自二循二冷凝器的氨水吸收，尾氣減壓送至尾氣吸收。惰氣洗滌器排出的約45

20、的濃氨水送往一段吸收塔頂部，一段吸收塔底部得到的90-95的一段碳銨液通過一段甲胺泵加壓后送往尿素合成塔。 MPa絕后，送往二段分解塔上部，與來自二段分解塔頂部排出，與來自解吸氣混合后進入二循一冷凝器，被蒸發(fā)冷凝液吸收送往一段蒸發(fā)器熱能回收段。出二循一冷凝器的氣體在二循二冷凝器內(nèi)繼續(xù)被蒸發(fā)冷凝器吸收。惰氣洗滌器尾氣與二循二冷凝器尾氣只收塔，被來自尾氣吸收塔的蒸發(fā)冷凝液吸收，生成的碳銨液送至碳銨液槽貯存，尾氣通過放空總管放空。 尿素溶液的加工 二段分解塔排出的尿素溶液減壓至約0.04MPa絕后進入閃蒸槽，從此別離為氣液兩相，約70%重量的尿素排出一段蒸發(fā)器，在約0.033 MPa絕下，尿素溶液經(jīng)

21、熱能回收段和蒸氣加熱段被加熱至130，濃度約96%,在段蒸發(fā)器別離段別離出的尿液去二段蒸發(fā)器中，在0.0033MPa，140下濃縮得到含水0.5%的熔融尿素，經(jīng)別離段別離后，熔融尿素自熔融尿素泵送往位于造粒頂部的造粒器進展造粒。 閃蒸氣與一段蒸發(fā)氣送至一段蒸發(fā)器冷凝，未凝氣有一段蒸發(fā)噴射器抽至放空總管放空。 二段蒸發(fā)氣進入二段蒸發(fā)冷凝器冷凝，其其其凝氣有二段蒸發(fā)噴射器抽至中間冷凝器繼續(xù)冷凝，其不凝氣由二段噴射器抽至放空總管放空。 二段蒸發(fā)冷凝氣以從冷凍工段開到液氨作為冷卻介質(zhì)，液氨吸熱氣化后，氣氨返回冷凍工段。 二 典型機器設(shè)備選型及論證2.1 尿素合成塔的選型與論證塔設(shè)備的作用是實現(xiàn)氣汽液相

22、或液液相之間的充分接觸，從而到達相際間傳熱與傳質(zhì)的目的。按其內(nèi)件構(gòu)造分為填料塔、板式塔，也是目前工業(yè)上應(yīng)用的最廣泛的塔的設(shè)備。尿素合成塔尿塔是生產(chǎn)尿素的關(guān)鍵設(shè)備。由于尿素生產(chǎn)系統(tǒng)中大都是尿液或NH-CO-HO三元溶液，它們的熔點都比擬高，如使用板式塔極易反響結(jié)晶堵塞，會使生產(chǎn)無法正常進展。因此，為了穩(wěn)妥起見，在尿素生產(chǎn)中的塔設(shè)備常采用填料塔。大中型尿素工廠使用的尿素合成塔為襯里的高壓容器。合成塔的外筒為多層卷焊受壓容器，也可以整體鍛造。內(nèi)部襯有一層耐腐蝕的316L不銹鋼板，使筒體和尿素甲銨腐蝕介質(zhì)隔離。外殼保溫，防止熱量外散。這種設(shè)備的容積利用率高，耐腐蝕材料用量少，操作方便可靠。幾股反響物料

23、通常從底部進入，呈氣液兩相混合物的形式自下而上，邊反響邊流動，不斷生成尿素，尿素濃度不斷上升。反響后的熔融物從塔頂排出，或者通過一個溢流管，將液體從塔的底部引出。襯里式尿素合成塔最初采用空塔，不設(shè)置內(nèi)件，塔的高徑比擬大。對于高徑比小的襯里合成塔，通常設(shè)置混合器或篩板等內(nèi)件，以減少返混的影響。2.2 CO壓縮機選型與論證 尿素的合成是高溫、高壓下進展的;未反響物的回收是在中，低壓下進展的。由此決定了在尿素工業(yè)中需要用壓縮機和泵對原料CO氣體、原料液氨、循環(huán)液氨、回收的甲銨溶液進展升壓并輸送到合成高壓圈。 因為尿素的合成壓力在13MPa以上，所以二氧化碳壓縮機的類型為多段型往復(fù)式壓縮機或多級型離心

24、壓縮機。自70年代起，尿素單系列生產(chǎn)規(guī)模大型化后，普遍才離心式壓縮機。 由于機械制造的原因，目前尿素生產(chǎn)規(guī)模大與750，壓力小于20時，采用離心式壓縮機：壓力大于20，可采用離心壓縮機串聯(lián)往復(fù)式壓縮機：生產(chǎn)規(guī)模大于750，那么選用往復(fù)式壓縮機。 在該流程工藝下選用往復(fù)式壓縮機。離心式壓縮機的主要優(yōu)缺點如下。優(yōu)點： 輸氣量大； 氣體連續(xù)流動，無脈沖，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動很小； 機組外形尺寸小，占地面積少； 機組重量輕，土建根底小； 機組易損零件少，使用期限長，維修工作量少； 機體內(nèi)部不需要潤滑，CO氣體不被污染，有利于工藝傳熱過程； 機組控制自動化程度高，易于操作； 由于轉(zhuǎn)速高，可用蒸汽輪機直接帶動，

25、因而可以使全廠蒸汽合理利用，并可充分利用工藝裝置的副產(chǎn)的低壓蒸汽，節(jié)約了能耗； 機組連續(xù)運轉(zhuǎn)周期長，單臺機組年工作日可到330-345天，國外曾出現(xiàn)過連續(xù)運行450天的記錄。缺點： 氣體的流動損失，漏氣損失和輪阻損失比擬大，幫效率較低，一般比往復(fù)式壓縮機低5%-10%； 對壓力的適用范圍較窄，一般適用于中、低壓和大流量的場合； 會產(chǎn)生“喘振； 需要兩機并聯(lián)運行時，那么難于操作； 氣體的密度變化對離心式壓縮機的工作影響較大； 離心式壓縮機的通用性能較差，在輸送不同介質(zhì)時，其性能差異大；往復(fù)式二氧化塔：離心式壓縮機適用于大流量，中、低壓力，可靠性好。但是在小流量時，離心壓縮機的葉輪制造困難，工作情

26、況不穩(wěn)定。因此當(dāng)需要小流量和高壓力時那么選用往復(fù)式壓縮機。其優(yōu)點是效率比離心式壓縮機高；調(diào)節(jié)氣量時排氣壓力幾乎不改變。但其缺點是：壓縮機體積大而且重，因此占地大；構(gòu)造復(fù)雜，易損零、部件多，維修工作量大。 綜上考慮: 在該流程工藝下選用往復(fù)式壓縮機。2.3 換熱器的選型與論證換熱設(shè)備是使熱量從熱流體傳遞到冷流體的設(shè)備。在工業(yè)生產(chǎn)中換熱設(shè)備的主要作用是使熱量有較高的流體傳遞給溫度較低的流體，是流體溫度到達工藝過程規(guī)定的指標，以滿足工藝過程的需要。 在該流程中典型的換熱設(shè)備有第一、二冷凝器，回流冷卻器，第一加熱器、氨回?zé)崞鞯取Ｏ旅鎸@幾個設(shè)備進展選型與論證。 在工業(yè)中常用的換熱器有：固定管板式 固定

27、管板式換熱器昌用焊接的方式將連接收束的管板固定在殼體兩端。它的主要特點是制造方便，緊湊，造價較低。但由于管板和殼體間的構(gòu)造原因，使得管外側(cè)不能進展機械清洗。另外當(dāng)管壁溫與殼體壁溫之差較大時，會產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，嚴重時會毀壞換熱器。固定管板式換熱器適用于殼程流體清潔，不易結(jié)垢，或者管外側(cè)污垢能用化學(xué)處理方法除掉的場合，同時要求殼體壁溫與管子壁溫之差不能太大。一般情況下，該溫差不得大于50.假設(shè)超過此值，應(yīng)加溫度補償裝置。通常是在殼體上加一膨脹節(jié)。但這種裝置只能用在管壁溫與殼體壁溫與殼體壁溫之差低于60-70及殼程壓力不高的場合。當(dāng)殼程流體表壓超過0.7MPa時，由于膨脹節(jié)的材料較厚，難以伸縮而失

28、去對熱變形的補償作用，此時不宜采用這種構(gòu)造。浮頭式換熱器 這類換熱器的主要特點是管束可以從殼體中抽出，便于清洗管間和管內(nèi)。管束可以在殼體內(nèi)自由伸縮，不會產(chǎn)生熱應(yīng)力。但這種換熱構(gòu)造較為復(fù)雜，造價高，制造安裝要求高，由以上特點可以看出浮頭式換熱口碑 應(yīng)用范圍很廣，能在較高的壓力下工作，適用于殼體壁溫與管壁溫差較大或殼唾流體易結(jié)垢的場合。U型管式換熱器 這類換熱器的管束是由彎成U型的傳熱管組成。其特點是管束可以自由伸縮，不會產(chǎn)生溫差應(yīng)力，構(gòu)造簡單、造價比浮頭式低，管外容易清洗。但管板上排列的管子較少。另外由于管束中心一帶存在間隙，且各排管子回彎處曲率不同，長度不同，幫殼程流體分流不夠均勻，影響傳熱效

29、果。U型管式換熱器適用于殼程流體易結(jié)垢，或殼體壁溫與管壁溫之差較大的場合，但要求管程流體應(yīng)較為清潔，不易結(jié)垢。填料函式換熱器 這類換熱器具有浮頭換熱器的優(yōu)點，這種換熱器的構(gòu)造特點一浮頭式換熱器相類似，浮親耐滴局部露在殼體以外， 在浮頭與殼體的滑動接觸面處采用填料函式密封構(gòu)造。由于采用填料函式密封構(gòu)造，使得管束在殼體軸向可以自由伸縮，不會產(chǎn)生殼壁與管壁熱變形差而引起的熱應(yīng)力。其構(gòu)造較浮頭式換熱器簡單，加工制造方便。節(jié)省材料，造價比擬低廉，且管束可以從殼體內(nèi)抽出，管內(nèi)，管間都能進展清洗，維修方便。 考慮腐蝕、溫差、壓力、本錢等的影響在該流程下?lián)Q熱器選用U管式換熱器。2.4 泵的選型與論證 泵是把機

30、械能轉(zhuǎn)換成液體的能量，用來增壓輸送液體的機械。 在該流程中有高壓氨泵、高壓甲銨泵、低壓甲銨泵、尿素產(chǎn)品泵等，同樣考慮到尿素生產(chǎn)中物料具有很強的腐蝕性所以在選擇上應(yīng)選擇耐腐蝕的泵。 在各種尿素生產(chǎn)工藝流程中的高壓氨泵和高壓甲銨泵通常采用往復(fù)式柱塞泵。但是所輸送介質(zhì)液氨和氨基甲酸銨性質(zhì)是滲透性強及強腐蝕性，因此柱塞密封填料使用壽命不長，泵體機械故障較多，并且有脈動的缺點，因而設(shè)備費用和維修費用較高。高壓甲銨泵、高壓氨泵通常采用離心泵中的離心式高壓泵。隨著尿素工廠的單機組、大型化的開展，高壓氨泵和高壓氨基甲酸銨泵已經(jīng)較普遍地使用離心式高壓泵。不管裝置生產(chǎn)能力如何，往復(fù)泵的較低功率可以補償較高的維修費用。而大裝置往復(fù)泵的裝置費用要比離心泵大一些。這說明在較大裝置中