尿素合成塔球形封头具体制造工艺流程设计和检测设计
尿素生产原理、工艺流程及工艺指标
尿素生产原理、工艺流程及工艺指标1.生产原理尿素是通过液氨和气体二氧化碳的合成来完成的，在合成塔D201中，氨和二氧化碳反应生成氨基甲酸铵，氨基甲酸铵脱水生成尿素和水，这个过程分两步进行。
第一步:2NH3，CO2 NH2COONH4，Q第二步:NH4COONH2 CO(NH2)2，H2O,Q第一步是放热的快速反应，第二步是微吸热反应，反应速度较慢，它是合成尿素过程中的控制反应。
1、2工艺流程:尿素装置工艺主要包括:CO2压缩和脱氢、液氨升压、合成和气提、循环、蒸发、解吸和水解以及大颗粒造粒等工序。
1、2、1 二氧化碳压缩和脱氢从合成氨装置来的CO2气体，经过CO2液滴分离器与来自空压站的工艺空气混合(空气量为二氧化碳体积4%)，进入二氧化碳压缩机。
二氧化碳出压缩机三段进脱硫、脱氢反应器，脱氢反应器内装铂系催化剂，操作温度:入口?150?，出口?200?。
脱氢的目的是防止高压洗涤器可燃气体积聚发生爆炸。
在脱氢反应器中H2被氧化为H2O，脱氢后二氧化碳含氢及其它可燃气体小于50ppm，经脱硫、脱氢后，进入压缩机四段、五段压缩，最终压缩到14.7MPa(绝)进入汽提塔。
二氧化碳压缩机设有中间冷凝器和分离器，二氧化碳压缩机压缩气体设有三个回路，以适应尿素生产负荷的变化，多余的二氧化碳由放空管放空。
2 液氨升压 1、2、液氨来自合成氨装置氨库，压力为2.3 MPa(绝),温度为20?,进入液氨过滤器,经过滤后进入高压氨泵的入口,液氨流量在一定的范围内可以自调,并设有副线以备开停车及倒泵用.主管上装有流量计.液氨经高压氨泵加压到18.34 MPa(绝)，高压液氨泵是电动往复式柱塞泵，并带变频调速器，可在20—110%的范围内变化，在总控室有流量记录，从这个记录来判断进入系统的氨量，以维持正常生产时的原料N/C(摩尔比)为2.05:1。
高压液氨送到高压喷射器，作为喷射物料，将高压洗涤器来的甲铵带入高压冷凝器，高压液氨泵前后管线均设有安全阀，以保证装置设备安全。
合成尿素工艺流程
合成尿素工艺流程合成尿素是一种广泛应用于农业和化工领域的重要化学品，下面将介绍尿素的工艺流程。
第一步是制备氨气。
氨气可以通过多种方式制备，最常用的是哈伯-Bosch法。
该法是利用高温高压条件下，通过将氢气和氮气通过铁催化剂反应生成氨气。
首先将氮气从空气中提取出来，之后将氮气与氢气在一定的温度和压力下通入高温区的反应器中，反应器内部放置有铁催化剂，经过一系列的催化反应，生成氨气。
第二步是尿素合成。
将制备好的氨气与二氧化碳反应生成尿素。
尿素合成反应通常采用堆垛式或挤压式尿素合成塔。
通过在合成塔中利用多级反应器进行反应，完成氨气和二氧化碳的转化，最终生成尿素。
反应过程中需要将氨气和二氧化碳按一定比例加入，控制合适的温度和压力。
同时，反应产生的高温高压氨气需要经过冷却和净化处理，以便进一步利用或排放废气。
第三步是尿素结晶。
合成的尿素液体需要通过结晶过程将其转化为固体结晶体。
结晶可以通过两种方式进行，一种是自然结晶，即将合成的尿素溶液在常温下静置一段时间，使其自然结晶；另一种是冷却结晶，即通过控制温度的下降使其快速结晶。
结晶过程中，溶液中的杂质会沉淀下来，最终得到纯度较高的尿素晶体。
结晶后的尿素晶体需要通过过滤、洗涤和干燥等工艺步骤，最终得到成品尿素。
最后一步是包装和贮存。
成品尿素需要进行包装和贮存以便销售和使用。
一般采用袋装或散装的形式进行包装，同时需要确保包装的密封性，以防止尿素吸湿和与外界空气接触。
存放时需要避免高温、潮湿和阳光直射等不良环境，以保持尿素的质量和品质。
综上所述，尿素的工艺流程包括制备氨气、尿素合成、尿素结晶和包装贮存等步骤。
通过合理控制工艺参数和采用适当的设备和装置，可以高效地生产出优质的尿素产品。
(工艺技术)年产万吨尿素合成工艺设计
年产8000吨尿素合成工艺设计目录摘要 (1)ABSTRACT (1)第一章总论 (2)1.1 概述 (2)1.1.1 尿素的性质及用途 (2)1.1.2 市场需求 (4)1.2 文献综述 (5)1.3 设计任务来源 (6)第二章尿素生产工艺流程 (6)2.1 生产方法的确定 (6)2.2 工艺流程叙述 (7)2.3 工艺流程简图 (8)第三章工艺计算 (9)3.1物料衡算 (9)3.1.1产量及产品质量与消耗定额 (9)3.1.2 计算条件的确定 (9)3.1.3 CO2压缩系统 (11)3.1.4 尿素合成塔 (12)3.1.5 预分离器 (13)3.1.6 一段分解系统 (14)3.1.7 二段分解系统 (15)3.1.8 闪蒸槽 (16)3.1.9 一段蒸发器 (17)3.1.10 二段蒸发器 (18)3.2 热量平衡计算 (19)3.2.1 尿素合成塔 (19)3.2.2 一段分解系统 (24)3.2.3 二段分解系统 (27)3.2.4 闪蒸槽 (30)3.2.5 一段蒸发器 (32)3.2.6 二段蒸发器 (36)第四章主要设备的工艺计算 (38)4.1 尿素合成塔 (38)4.2 一段分解加热器 (38)4.2.1 计算依据 (38)4.2.2 传热温差 (39)4.2.3 传热面积 (39)4.3 一段分解塔分离器 (41)4.3.1 计算依据 (41)4.4 二段蒸发加热器 (42)4.4.1 计算依据 (42)4.4.2 传热温差 (42)第五章车间的布置设计 (44)第六章成本估算 (45)6.1尿素生产成本费用 (45)6.2全体工人工资及附加费用 (45)6.3车间经费 (45)6.4企业管理费 (46)6.5销售费用 (46)6.6工厂成本 (46)第七章环境保护及安全生产 (46)参考文献 (48)致谢 (49)摘要尿素是一种高浓度氮肥，是各种农作物的重要营养来源，在国民经济中有重要的作用。
尿素合成塔概述和结构形式分析
6.6.1概述尿素作为化学肥料，由于其含氮量高（含氮46%），施用后对土壤无副作用，深受农业工作者的欢迎。
尿素除用作化肥外，还广泛用于其他工业和经过深加工作为牙膏、医药、塑料的原料，并可直接掺和在牛羊等反刍动物的饲料中，促进动物长膘。
因此尿素工业自实现工业化后，发展很快，尿素的生产也一直成为工业化国家化肥生产水平的重要标志，我国自二十世纪六十年代开始生产尿素，目前也成为世界尿素生产的大国，生产能力居世界首位，但由于我国人口众多，粮食需求量也是世界首位，尿素总需求量仍然满足不了要求。
由于原料原因，我国的尿素成本比国外高、缺乏竞争力，老装置的改造和新建的尿素生产装置采用高效生产流程和新型设备是今后发展的方向。
尿素合成塔是尿素生产装置中的关键设备之一，它在尿素生产流程中占有重要的地位。
典型的尿素生产流程见图一。
可以说尿素工业的发展与尿素合成塔的设计制造技术的发展是紧密相连的。
根据尿素合成反应式：2NH3+CO2NH4COONH2NH2CONH2+H2O（氨基甲酸铵）（尿素）这些介质的混合物在一定温度和压力下，会生成氰酸和氰氧铵。
CO(NH2)2NH3+HCNO NH4CNO(氰酸) （氰氧铵）氰酸和氰氧铵是一种非氧化性有机酸。
氰氧离子（CNO-）对不锈钢的氧化膜强烈的破坏作用，使一般的不锈钢在尿素介质中失去了耐蚀能力。
据有关资料介绍，1Cr18Ni9Ti这种材料在尿素合成反应条件下，年腐蚀率为3mm，而更可怕的是产生选择性局部腐蚀，不等钢材全面腐蚀变薄就在某一局部甚至某一肉眼无法看到的一点腐蚀穿透导致设备泄漏而失效。
尿素介质对普通碳钢的年腐蚀率高达2000mm，所以在尿素生产装置中与尿素介质接触的设备是不允许采用碳钢的。
正由于尿素反应介质的强腐蚀性，虽然1870年就提出了氨基甲酸胺脱水法合成尿素的工艺，但一直到二十世纪五十多年以后才实现工业化。
当时曾先后采用过铝、银、铝青铜作尿素合成塔的内筒，代价昂贵，而使用寿命都不很长。
尿素合成工艺流程
尿素合成工艺流程尿素合成工艺流程尿素是一种重要的化肥，广泛用于农业生产。
它由两种主要原料—氨和二氧化碳合成而成。
下面是尿素合成的工艺流程。
第一步：制备氨气将天然气或者其他石油化工产品作为原料，经过脱硫、脱水等处理，得到高纯度的氢气。
然后将氢气和氮气以一定比例混合，经过压缩、冷却和吸附等操作，制备得到高纯度的氨气。
第二步：制备尿素溶液将氨气和液态二氧化碳按照一定的比例同时进入反应器，反应温度通常在160-200摄氏度之间。
经过反应，氨气和二氧化碳发生彼此的反应，生成尿素溶液。
此时，尿素溶液中还含有一定量的氨化物、卡尔氏氮化碳和少量的铵盐。
第三步：尿素结晶将尿素溶液经过蒸发和降温的过程，使得尿素逐渐结晶出来。
通过调节温度和压力，使得产生合适大小的尿素结晶颗粒，方便后续的分离和提纯。
第四步：尿素过滤将产生的尿素结晶颗粒经过过滤分离，去除其中的杂质和溶液。
此过程也可以通过离心、真空过滤等方式进行，得到高纯度的尿素颗粒。
第五步：尿素干燥将过滤得到的湿尿素颗粒进行干燥处理，去除其中的水分。
通常可以使用流化床干燥器或者气流干燥器等设备，将湿尿素颗粒在一定的温度下，通过热风吹干，使得尿素颗粒的水分含量降到一定的标准，以利于后续的包装和储存。
第六步：尿素包装将干燥后的尿素颗粒进行包装，通常采用编织袋或者塑料袋装填，以便于运输和销售。
尿素合成工艺流程主要包括氨气制备、尿素溶液制备、尿素结晶、尿素过滤、尿素干燥和尿素包装等环节。
这个流程既简单又高效，可以使得尿素生产达到规模化和工业化的要求，并且可以保证产品的质量和纯度。
同时，这个工艺流程也具备一定的环保性，能够有效地处理和循环利用一些废水、废气和废渣，减少对环境的污染。
尿素合成工艺流程的不断改进和优化，不仅提高了尿素合成的产量和质量，也降低了生产成本。
同时，也为农业生产提供了高效、可靠的化肥产品，促进了农业的发展和粮食的丰收。
尿素合成工艺的研究和应用将继续推进农业的可持续发展，为保障粮食安全和农业生态环境的改善做出贡献。
合成尿素工艺流程
合成尿素工艺流程
嘿，朋友们！今天咱来聊聊合成尿素的工艺流程呀！这可真是个有意思的事儿呢！
你看哈，合成尿素就像是一场奇妙的旅程。
首先呢，原料气就像是勇敢的冒险者，它们要踏上征途啦！氨气和二氧化碳这俩小伙伴欢快地跑出来，准备大显身手。
然后呢，它们就进入了合成塔这个神秘的地方。
这合成塔就好比是一个魔法盒子，氨气和二氧化碳在里面发生奇妙的反应。
就好像两个好朋友手牵手一起创造出全新的东西一样。
在这个过程中，温度和压力可重要啦！就像我们做饭要掌握火候一样，温度和压力得恰到好处，不然可就搞砸啦！如果温度太高或者压力不合适，那这场“魔法”可能就没法完美进行咯。
接着呀，合成好的尿素溶液就出来啦！就像是经过努力做出的美味佳肴一样。
这时候还得经过一些处理，把杂质什么的去掉，让尿素变得更加纯净。
你想想看，这多神奇呀！从普普通通的氨气和二氧化碳，经过这么一系列的过程，就变成了对我们很有用的尿素。
这就好像是把一块普通的石头雕琢成了精美的艺术品一样。
而且哦，这个工艺流程可不是随随便便就能搞定的呢！得有专业的设备，得有经验丰富的工作人员，就像一支优秀的乐队，每个成员都要各司其职，才能演奏出美妙的音乐。
合成尿素的工艺流程，虽然听起来有点复杂，但其实只要我们用心去理解，也没那么难嘛！就像我们学习骑自行车一样，一开始可能会摔倒，但多练习几次就会啦！
所以呀，别小瞧了这合成尿素的工艺流程哦！它可是为我们的生活带来了很多好处呢！它让我们的农业更发达，让庄稼长得更好，让我们有更多的粮食吃。
这难道不是很了不起的事情吗？总之，合成尿素的工艺流程真的是非常有趣且重要的呢！
原创不易，请尊重原创，谢谢!。
尿素合成工艺流程
尿素合成工艺流程
《尿素合成工艺流程》
尿素是一种重要的化肥和化工原料，其合成工艺流程经过多年的发展和改进，已经变得非常成熟和高效。
下面我们来看一下尿素的合成工艺流程。
尿素的合成主要分为两个步骤：合成氨和尿素合成。
合成氨的过程一般采用哈伯-玛斯过程，将氮气和氢气在高温高压条件下催化反应，生成氨气。
这个步骤是整个尿素合成过程的第一步，也是非常重要的一步。
尿素合成主要采用了戴沙基-特罗斯反应，将合成氨和二氧化碳在高温高压下进行反应，生成尿素。
这个反应是一个自由放热反应，需要严格控制温度和压力，以及催化剂的使用，才能获得高产率和高纯度的尿素产物。
此外，尿素合成过程还包括了尿素结晶、干燥和粒化等后续步骤。
通过这些步骤，能够得到成品尿素的产品。
总的来说，尿素合成工艺流程是一个复杂的化学过程，需要严格控制各个环节的条件才能保证产品的质量和产量。
随着科学技术的不断发展，尿素合成工艺流程也在不断改进和提高，以适应市场需求和环境保护的要求。
尿素合成塔检验探讨
255科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 学 术 论 坛尿素合成塔的用途是使生产原料在塔体内进行合成反应,获得尿素的半成品。
净化后的气体二氧化碳经二氧化碳压缩机加压至一定压力送入合成塔底部,合成氨车间送来的液氨经过滤器除去油泥、铁屑、触媒等杂质后经液氨泵加压至一定压力送入尿素合成塔底部。
氨与二氧化碳进入合成塔后,在高温高压作用下自塔底部向上流动,同时进行尿素的合成反应,此过程中尿素的合成油两个反应过程完成,此反应在温度160～230℃、压力在10～25MPa的条件下进行,经过一定的停留时间,反应后生成一种熔融物,由合成塔的顶部排除,经减压阀降至一定压力,再送入下一步处理。
尿素的生成时一个复杂的反应过程,受压力、温度、组分等多种因素的影响,所以尿素合成塔的工作环境十分复杂、工作条件十分苛刻,必须根据设备生产能力及相应的生产系统选择具体适宜的工艺条件。
图1为尿素合成塔结构示意图。
图11 尿素合成塔的特点尿素合成塔的工艺条件决定它有以下的一些特点。
(1)操作温度很高,塔体级内件应具有耐高温的要求。
尿素合成反应在160～230℃的温度范围内进行,内壁衬里及堆焊层一般采用在中温环境中有较好力学性能且耐腐蚀性极强的不锈钢。
(2)操作压力很高,塔体应该符合高压容器的要求。
尿素合成都在高压下进行,壳体必须有足够大的厚度来保证筒体的强度。
(3)尿素合成中的原材料单独存在对不锈钢和钛材没有显著的腐蚀,而尿素合成反应中尿液的腐蚀性能却很强,为防止内筒和衬里泄漏,塔体都设有检漏系统,检漏系统见下图,其作用是如果里衬泄漏,能通过检漏通道即时把渗漏出来的介质排放出去,防止腐蚀介质队高压塔体的腐蚀,避免恶性爆炸事故的发生。
所以检漏系统是衬里式尿素塔的一个重要组成部分。
检漏系统一般由检漏管、检漏孔和检漏通道三部分组成。
2 尿素合成塔的检验要求由于尿素合成塔的工艺条件有以上的几个特点,所以我们对尿素合成塔的检验有以下的规定。
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八．尿素合成塔封头制造详细工艺流程（包括检测）
下部半球形封头制造过程：
原材料检验→喷砂→UT检测→标准移植→气割下料→刨削拼接坡口→预组合并
在大型立车上夹紧→车削外圆边缘坡度→在龙门刨床上精加工拼接焊缝坡口→
组对焊接（组对时在特制的装有预热装置的场地上进行）
预热温度200℃±30℃→检验，包括焊缝的PT，RT检测以及焊缝及热影响区的
硬度试验→加热→冲压→测定成形后球壳各部位实际厚度→焊缝及热影响区内
外表面MT→整个球面进行UT→正火+回火（带焊接试板）→试板力学性能试验→
精加工环向端面→球壳内壁用砂轮打磨光滑呈金属光泽→清洗内表面→在专用
的焊接变位器上夹紧，找正→在球壳外壁安装远红外电加热及保温层→通电预
热，使球壳温度≥100℃→进行第一层（过渡层）带极板堆焊和球底中心部位的
焊条、电弧堆焊→打磨焊接接头部分→堆焊层表面PT（抽查30﹪面积）→UT检
测（也抽查30﹪，以焊带搭接处为主）→消除应力热处理→表面清洗，不得有
油污等影响继续堆焊质量的杂物→堆焊第二层（耐蚀层）不锈钢（包括焊条电弧
堆焊）→铁素体测定100﹪PT→100﹪UT→测量堆焊层厚度→加工环向焊接坡口
→镗制底部和侧面物料接管焊接坡口→所有坡口的碳钢部分进行MT→清洗坡口
表面（用酒精擦洗除去油污）→组对接管→球壳接管周围适当预热→焊接→焊接
铁素体测定→焊缝表面PT→与筒体组对焊接
上封头球壳的制造工艺过程在球壳冲压成形部分与下封头相
同，以后工序如下：
上封头球壳冲压成形并经正火+回火处理，力学性能试验合格后→在立车上加工
人孔开孔与人孔法兰的焊接坡口→检验坡口合格后→与人孔法兰锻件组对→点
焊固定（预热）→预热（≥150℃）焊接→UT、MT→硬度检查→直线加速器RT
检测（有条件厂家）→组对两个吊耳→局部预热≥150℃→焊接吊耳→焊满后表
面打磨→MT、UT→消除应力热处理→UT、MT→硬度检查→球壳内壁打磨光滑呈金
属光泽→清洗干净→堆焊不锈钢（堆焊程序与下封头相同）→堆焊人孔衬里过渡
层→精加工人孔内圆及人孔密封面镶环槽→组对人孔内圆衬里和密封底镶环→
焊接→焊接铁素体检查→焊接表面PT→精加工人孔密封面→螺栓孔加工→检验
九．封头成形后热处理及其检测
热处理
奥氏体不锈钢封头在冷压后不需要进行热处理，但在热压后一定要进行热处
理。
冲压后进行热处理的温度为870~900摄氏度，应该是材料的正火热处理。
不锈钢封头的热处理是机械零件和工模具制造过程中的重要工序之一。大体来
说，它可以保证和提高工件的各种性能 ，如耐磨、耐腐蚀等。还可以改善毛坯
的组织和应力状态，以利于进行各种冷、热加工。
热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过
程。这些过程互相衔接，不可间断。加热是热处理的重要工序之一。金属热处理
的加热方法很多，最早是采用木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。电
的应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通
过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。
整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性
能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本
工艺。
加热和冷却过程中,不锈钢封头由于表层和心部的冷却速度和时间的不一致,形
成温差，就会导致体积膨胀和收缩不均而产生应力,即热应力。在热应力的作用
下,由于表层开始温度低于心部,收缩也大于心部而使心部受拉,当冷却结束时，由
于心部最后冷却体积收缩不能自由进行而使表层受压心部受拉。即在热应力的作
用下最终使工件表层受压而心部受拉。这种现象受到冷却速度,材料成分和热处
理工艺等因素的影响。当冷却速度愈快,含碳量和合金成分愈高,冷却过程中在热
应力作用下产生的不均匀塑性变形愈大,最后形成的残余应力就愈大。
另一方面钢在热处理过程中由于组织的变化即奥氏体向马氏体转变时,因比
容的增大会伴随工件体积的膨胀,工件各部位先后相变，造成体积长大不一致而
产生组织应力。不锈钢封头组织应力变化的最终结果是表层受拉应力,心部受压
应力,恰好与热应力相反。组织应力的大小与工件在马氏体相变区的冷却速度,形
状，材料的化学成分等因素有关。只不过热应力在组织转变以前就已经产生了不
锈钢封头，而组织应力则是在组织转变过程中产生的,在整个冷却过程中,热应力
与组织应力综合作用的结果,就是工件中实际存在的应力。这两种应力综合作用
的结果是十分复杂的,受着许多因素的影响,如成分、形状、热处理工艺等。就其
发展过程来说只有两种类型,即热应力和组织应力,作用方向相反时二者抵消,作
用方向相同时二者相互迭加。不管是相互抵消还是相互迭加,两个应力应有一个
占主导因素,热应力占主导地位时的作用结果是工件心部受拉,表面受压。组织应
力占主导地位时的作用结果是工件心部受压表面受拉。
无损检测
封头是主要受压元件应进行100%探伤，即100%RT,100%UT检测。
对该整体冲压成形的半球形封头对接焊缝可进行局部射线或超声检测。