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φ1800层板包扎式尿素合成塔设计毕业设计论文 第1章 绪论 1.1尿素简介 尿素是固体氮肥中含氮量最高的肥料，理化性质较稳定，施后对土壤性质没有影响，可施用于任何土壤和作物，可做根外施肥使用。同时尿素也是树脂、塑料、炸药、医药、食品等工业的重要原料。随着工农业的发展，尿素的需求量越来越大，尿素工业飞速发展的同时面临着巨大的挑战。 尿素容易吸湿，当空气中的湿度较大时，吸收空气中的水分而自然潮解。在自然界中，尿素主要存在于人及肉食脊椎动物所排泄的尿液中。此外，在菠菜、胡萝卜的叶子及各种植物的幼芽中也有尿素的存在。 尿素是氮肥中的一个重要品种。自从本世界投入工业生产以来，引起了世界个国的极大重视，其发展速度和生产规模已超过了氮肥其它品种。 1.2尿素的性质 1.2.1尿素的物理性质 尿素化学名为碳酰二胺，其分子式为。纯尿素为无色，无味，无臭的结晶体。含氮量为46.64%，是固态氮肥中含氨量最高的一种氮肥。 尿素在造粒过程中，若高温(高于133℃)处理，会产生缩二脲，缩二脲含量超过2％时，对作物种子和幼苗均有毒害作用。尿素易溶于水，20摄氏度时，100 kg水中可溶解105 kg尿素。工业产品为白色或浅黄色的结晶。 尿素的比重为1.335。自然堆积的尿素每重0.7~0.75t，或称堆积比重为0.7~0.75。粒状尿素堆积时，其斜面与水平面成25~角，这角度称为堆积角。 尿素易溶于水。溶于水时需吸收热量，每溶解1克尿素需吸收57.8卡热量。固体尿素加热到132.6℃时（1大气压下），开始熔化，熔化时吸收的热称为熔融热。尿素熔融热为42.1卡1克。继续加热熔化尿素时，部分尿素将分解汽化，同时在熔融尿素中生成缩而脲、缩三脲、三聚氰酸等缩和物。在加压、高温，或在催化剂存在时，尿素能缩合成三聚氰胺。 1.2.2尿素的化学性质 尿素呈微碱性，可以与酸作用生成盐。但尿素不能使一般指示剂变色。 尿素有水解作用：在酸性、碱性或中性溶液中。在60oC以下，尿素不发生水解作用。随着温度的升高。水解速度加快，水解程度也增大（在80oC，一小时内可以水解0.5%；110oC，一小时内可增加到3%）。 水解作用可以视为如下的反应： 尿素的缩合反应：尿素在高温下可以进行缩合反应，生成缩二脲，缩三脲和三聚氰酸。 尿素和甲醛的缩合反应：尿素和甲醛作用生成尿甲醛缩合物，此缩合物可作为尿醛塑料的原料，也是一种很好的缓效肥料。 1.3尿素的用途 尿素的用途非常广泛，它不仅可以用来做为肥料，而且还可以用来作为反刍动物的饲料。在工业上也有很大的用处，如作为有机合成工业、制药工业以及炸药工业等的原料。 1.尿素主要用作化肥。工业上还用作制造脲醛树酯、聚氨酯、三聚氰氨、甲醛树脂的原料，在医药、炸药、制革、浮选剂、颜料和石油产品脱蜡等方面也有广泛的作途。尿素加热至200℃时生成固态的三聚氯酸(即氰尿酸)。三聚氰酸的衍生物三氯民氰尿酸、二氯异氰酸钠、异氰尿酸三(2-羟乙酯)、异氰尿酸三(烯丙基)酯、三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰酸酯、异三聚氰酸三缩水甘油醚、氰尿酸三聚氰胺络合物等有许多重要应用。前两者是新型高档消毒、漂白剂，三氯异氰尿酸全世界总所产能力超过8万吨。 2.检验锑和锡，测定铅、铜、镓、磷、碘化物、硝酸盐。 3.作为反刍动物的非蛋白氮源添加于饲料。 4.用作分析试剂，稳定剂。还用于有机合成。 5.用作液体洗涤剂的增溶剂。用于牙膏制备,能抑制乳酸杆菌滋生,并能溶解牙面上的斑膜,因而起抗酸、脱敏作用。也用于化妆品中。还用作检验锑和锡的试剂。用于制备锶盐、烟火等。 6.用于化妆品保湿和增湿。 7.对钢铁、不锈钢化学抛光有增光作用，在金属酸洗中用作缓蚀剂，也用于钯活化液的配制 1.4尿素合成工艺的比较 1.4.1 水溶液全循环法 水溶液全循环法工艺特点及优缺点 该法合成塔操作压力19．6MPa，温度188℃， ，分子比为4．0， CO2转化率约64％。出合成塔溶液经中、低压分解，二段蒸发造粒得尿素产品。由于中压分解压力低，分解气的热量除在一段蒸发加热器下段回收少部分冷凝热外，其余大部分热量由于冷凝温度低，只有用冷却水移走。因此该法蒸汽消耗高，每t尿素耗蒸汽约1．7t。该法无高压分解回收流程，为此高压设备少，投资费用低，但公用工程总体水平消耗较高，且装置规模较小。近年来，国内的中、小尿 素装置进行了一系列技改，从降低蒸汽消耗方面做了大量努力，取得了一定的效果，使蒸汽消耗有所下降。 1.4.2 二氧化碳汽提法 1.4.2.1 二氧化碳汽提法的工艺特点及优缺点 二氧化碳汽提法的特点是在最佳氨碳比的条件下，使合成压力降到最低。同时，在合成压力下进行汽提和冷凝，产生的冷凝热可副产蒸汽作为蒸汽喷射器的动力蒸汽及系统保温。 1.4.2