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第一章 概说1

第一节 尿素的物理化学性质5

一、尿素的一般物理性质5

二、尿素的化学性质5

第二节 尿素的用途6

一、作肥料用6

二、作饲料用6

氨7

一、氨的性质7

第三节 尿素生产的原料7

三、其它工业用7

二、尿素生产对液氨质量的要求8

二氧化碳8

一、二氧化碳的性质8

二、尿素生产对二氧化碳质量的要求9

第二章 水溶液全循环法流程10

第一节 流程说明10

一、二氧化碳压缩10

二、氨的净化和输送11

三、尿素合成反应12

四、循环系统12

五、蒸发16

六、造粒与固体贮存18

七、吸收与解吸19

第二节 消耗定额(设计指标)工艺指标及物料表20

一、消耗定额(设计指标)20

二、正常工艺条件及生产控制分析指标21

三、生产控制分析23

四、物料平衡表(以一吨尿素为基准)25

第三节 工艺对设备及管道布置的要求31

第三章 水溶液全循环法尿素工艺原理33

第一节 尿素的合成33

一、合成尿素的反应机理33

二、氨基甲酸铵的性质34

三、氨基甲酸铵的生成38

四、尿素的生成42

五、尿素合成反应工业条件的选择57

六、合成塔正常生产时的状态65

第二节 未反应物的减压分离69

一、减压加热分离基本原理69

二、中压分解71

三、低压分解88

四、闪蒸96

五、解吸98

第三节 未反应物的回收101

一、三元系基本规则101

二、氨-二氧化碳-水三元系的讨论103

三、中压吸收生产条件的选择125

四、低压吸收生产条件的选择与讨论135

第四节 尿素溶液的浓缩及加工146

一、尿素溶液的蒸发146

二、尿素溶液的结晶153

三、尿素造粒158

第五节 尿素生产的副反应--缩二脲的生成和尿素的水解162

缩二脲的生成162

一、影响缩二脲生成的因素163

二、尿素生产中各个阶段缩二脲的生成率及其原因166

三、缩二脲的回收利用168

尿素的水解173

一、影响尿素水解率的因素174

二、工业生产中如何防止尿素水解175

第四章 一般尿素生产流程中的设备177

第一节 传动设备177

一、二氧化碳压缩机177

二、高压液氨泵186

三、高压甲铵泵193

四、调速设备198

五、离心泵205

1. 尿素合成塔211

一、塔类211

第二节 静止设备211

2. 中压吸收塔221

3. 解吸塔225

4. 低压精馏塔227

5. 氨吸收塔228

二、换热器230

三、分离器241

四、蒸汽喷射泵242

五、贮槽及过滤器245

六、造粒装置251

七、设备的腐蚀与防腐256

一、二氧化碳压缩机单体试车259

第五章 水溶液全循环法尿素工厂的操作259

第一节 运输设备的单体试车259

二、二氧化碳压缩机负荷测定264

三、泵的性能测定266

第二节 静止设备开车前的处理268

一、碳钢静止设备脱脂处理268

二、管道吹净和清洗268

三、系统试漏、试真空269

第三节 水试车271

一、合成循环系统水和二氧化碳联动试车271

二、蒸发水试车271

三、解吸、吸收及低压循环水试车273

一、合成塔的预热274

二、合成塔的氨升压276

三、二氧化碳进入合成塔至合成塔充满280

四、合成塔出料前循环系统的准备283

五、合成塔出料前蒸发系统的准备285

六、合成塔出料285

七、中压循环分离系统的调节288

八、中压吸收塔的调节289

九、低压循环系统的调节293

十、蒸发与造粒的开车295

十一、解吸开车302

十二、原始开车操作记录曲线及说明304

第五节 停车312

一、长期停车313

二、短期停车317

三、紧急停车318

四、停车操作的记录曲线及说明320

第六节 短期停车后的开车325

一、合成塔充满、循环系统卸压、排空后的开车325

二、合成塔充满、循环系统保压后的开车327

三、短期停车后开车时操作的记录曲线及说明327

第七节 生产调节和异常情况处理329

一、合成塔的正常调节和维护329

二、中压分解系统的正常调节和异常情况的处理345

三、中压吸收系统的正常调节和异常情况处理349

四、低压分解吸收的正常调节和异常情况处理364

五、蒸发与造粒的异常情况及处理366

第六章 二氧化碳气提法尿素工艺372

第一节 二氧化碳气提法原理373

一、气提法分解氨基甲酸铵的理论基础373

二、合成、气提及高压甲铵冷凝工艺条件的选择374

第四节 原始开车374

第二节 二氧化碳气提法流程说明387

一、工艺流程说明387

二、蒸汽及冷凝液系统流程404

三、简单物料平衡407

第三节 二氧化碳气提法尿素的主要设备410

一、二氧化碳压缩机410

二、高压甲铵泵416

三、尿素合成塔417

四、气提塔419

五、高压甲铵冷凝器423

六、高压洗涤器425

第七章 尿素生产工艺的改进430

第一节 尿素生产流程的改进431

一、水溶液全循环法流程的改进431

二、气提法流程443

三、气体分离法449

四、热循环法451

五、联尿法流程456

第二节 尿素生产正在研究的一些问题459

一、加添加剂以提高转化率459

二、两段合成法的理论研究460

三、采用分层分离器回收尿液的研究462

四、其它研究465

第八章 尿素生产中的安全技术466

一、生产物料的安全特性466

二、必要的安全保护装置467

三、各工序安全操作要点468

附录470

一、尿素在液氨中的溶解度表470

尿素在液氨中的溶解度图470

二、尿素水溶液的密度图471

三、固体尿素的比热图472

四、尿素水溶液的比热表472

尿素水溶液的比热图473

五、尿素在水中的溶解热图474

六、尿素的结晶热图474

八、尿素水溶液的粘度表(以重量%表示)475

七、尿素水溶液的导热系数表475

尿素水溶液的粘度图(以100克中尿素克数表示)476

九、尿素水溶液的压缩系数图(0～100大气压)477

尿素水溶液的压缩系数图(100～200大气压)477

十、尿素水溶液的蒸汽压图479

十一、尿素在液氨中饱和溶液的蒸汽压力图479

十三、液氨的比热图480

十四、液氨、气氨的导热系数图480

十五、气氨在常压下的比热图481

十六、氨在水中的溶解热图481

十七、氨水蒸汽压力表482

二十一、气体二氧化碳的比热表483

二十、二氧化碳气体的饱和含水量图483

二十二、气体二氧化碳在水中的溶解度表485

二十三、甲铵在水中的溶解度图(以甲铵分子分数表示)485

甲铵在水中的溶解度表(以重量%表示)485

二十四、甲铵-氨-水系结晶温度表486

二十五、甲铵-氨-水系熔点相图487

二十六、甲铵在1分子尿素加1分子水中的溶解度图487

二十七、甲铵-水-尿素系熔点图488

二十八、尿素-氨-水系熔点图488

二十九、(尿素+水)-氨-二氧化碳系的熔点图)489

(尿素+水)-氨-二氧化碳系熔点表490

三十、干空气的物理参数表(大气压下)491