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1、400万吨/年尿素项目可行性报告目录第一章总论3.1.1 设计依据及标准 3.1.1.1 设计依据3.1.1.2 设计原则3.1.2 项目概述4.1.2.1 项目名称4.1.2.2 项目背景4.1.2.3 项目简介4.第二章产品及市场分析5.2.1 尿素的物理化学性质及用途 5.2.1.1 尿素的物理性质 5.2.1.2 尿素的化学性质 6.2.1.3 尿素的用途 .6.2.2 尿素市场分析7.第三章 产品方案及产品规模 7.3.1 产品方案7.3.2 产品规模8.3.3 主要原料规格及消耗8.第四章 工艺技术方案论证 8.4.1 概述8.4.2工艺原料资源可行性9.4.3 尿素生产方法简介9
2、.4.3.1 传统水溶液全循环法工艺 9.4.3.2 二氧化碳汽提工艺104.3.3 氨汽提工艺1.14.4 工艺方法比较和确定 114.5 工艺流程阐述1.24.5.1 原料液氨和气体二氧化碳的压缩 1.24.5.2 合成和汽提1.34.5.3 循环144.5.4 尿液蒸发与造粒 1.44.5.5 解吸15第五章厂址选择1.55.1 选址依据155.2 选址原则155.3 厂址概况15第六章项目总结1.6第一章总论1.1 设计依据及标准1.1.1 设计依据(1)化工工艺设计手册(第四版)(2)化工设计相关国家标准；(3)国家经济、建筑、环保等相关政策；(4)本项目可行性报告。1.1.2 设计
3、原则(1)设计要做到切合实际，技术先进，经济合理，安全适用；(2)所选择的设备和材料必须可靠，且尽可能国产化，并注意解决好超限 设备的制造和运输问题；(3)充分依托现有社会公共设施，以降低投资，加快项目建设进度，采取 切实可行的措施节约用水；(4)贯彻主体工程与环境保护、劳动安全和工业卫生、消防同时设计、同 时建设、同时投产；(5)消防、卫生及安全设施的设置必须贯彻国家关于环境保护、劳动安全 的法规和要求，符合石油化工行业的相关标准；(6)所选择的产品方案和技术方案应是优化的方案， 以最大程度减少投资, 提高项目经济效益和抗风险能力。科学论证项目的技术可靠性、项目的经济性， 实事求是地做出研究
4、结论。1.2 项目概述1.2.1 项目名称年产400万吨尿素生产项目1.2.2 项目背景尿素是人工合成的第一个有机物，广泛存在与自然界中。尿素是有机态氮肥, 经过土壤中的月尿酶作用，水解成碳俊或碳酸氢钱后，才能被作物吸收利用。因此, 尿素要在作物的需肥期前48天施用，尿素是一种常用的速效氮肥，但它除作 追肥以外，还有其它多种用途：（1）调节花量（2）蔬菜瓜果（3）水稻种植（4） 防治害虫等。尿素产量约占我国目前氮肥总产量的 40%是仅次于碳钱的主要氮 肥品种之一。尿素与其它氮肥相比，尿素含氮量（46%是柜体氮肥中含氮最高 的。且具有肥效高，不易吸潮结块，便于储存，运输等优点。1.2.3 项目简
5、介CO2汽提尿素工艺高压圈包括尿素合成塔汽提塔甲俊冷凝器高压洗涤器和高压喷射器高压液氨作为甲俊喷射器的驱动流体将甲俊液增压返回合成塔CO2气经CO2压缩机增压进入汽提塔汽提塔出口液相送入低压分解系统汽提塔出口的汽提气和甲俊喷射器来的甲俊液一起进入甲俊冷凝器甲俊冷凝器由气液2根管道分别将气体液体送入尿素合成塔合成塔中的尿液自流到汽提塔合成塔气相出口送入高压洗涤器高压洗涤器出口的气体含少量的氨和CO2送入低压吸收塔用工艺冷凝液及蒸汽冷凝液吸收吸收后的尾气排入大气中后工序仅设置了低压分解吸收系统真空蒸发系统包括了 2段真空蒸发和冷凝系统并设置了工艺冷凝液处理工序真空蒸发后的尿液送入最终造粒工序工艺流
6、程见图1-1 :|尿素合成埼浦调水液也放守中呼(汽 精理塔 一商用洗液器*低压甲钺冷凝器M 低柝?收塔！x4理发上学或回辘冷凝器I t ：空 常及股收塔 解吸鹿液处理* 以水f 冷款瓶图1-1工艺物料集成图第二章 产品及市场分析2.1 尿素的物理化学性质及用途2.1.1 尿素的物理性质尿素的化学名称为碳酰二胺，分子式为CO(NH2)2分子量为60.06 ,含氮量 为46.65%。纯尿素为无色、无味、无臭的针状或棱柱状结晶体。工业尿素因含 有杂质而呈白色或浅黄色，工业或农业品为白色略带微红色固体颗粒。密度 1.335g/cm3。熔点132.7C。超过熔点则分解。尿素较易吸湿，贮存要注意防潮。 尿
7、素易溶于水和液氨，其溶解度随温度升高而增大。2.1.2 尿素的化学性质尿素呈微碱性，可与酸作用生成盐。但尿素不能使一般指示剂变色。在酸性 或中性溶液中尿素有水解作用，但在 60c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。尿素在高温下可进行缩合反应，生 成缩二月尿、缩三月尿和三聚氟酸。在氨水等碱性催化剂作用下能与甲醛反应，缩聚 成月尿醛树脂。2.1.3 尿素的用途尿素的主要用途：作化肥用、作饲料用、其它工业用2.1.3.1 作化肥用尿素是一种高浓度氮肥，属中性速效肥料，也可用来生产多种复合肥料。在 土壤中不残留任何有害物质，长期施用没有不良影响，但在造粒中温度过高
8、会产 生少量缩二月尿，又称双缩月尿，对作物有抑制作用。我国规定肥料用尿素缩二月尿含 量应小于0.5%。缩二月尿含量超过1%寸，不能做种肥，苗肥和叶面肥，其他施用 期的尿素含量也不宜过多或过于集中。 尿素是有机态氮肥，经过土壤中的月尿酶作 用，水解成碳酸俊或碳酸氢钱后，才能被作物吸收利用。因此，尿素要在作物的 需肥期前48天施用。尿素是目前使用的含氮量最高的化肥。 尿素属中性速效肥 料，长期施用不会使土壤发生板结。 其分解释放出的CO2也可被作物吸收，促进 植物的光合作用。在土壤中，尿素能增进磷、钾、镁和钙的有效性，且施入土壤 后无残存废物。2.1.3.2 作饲料用尿素中氮虽不是蛋白质形态的，但
9、和碳水化合物一起经过胃液长时间作用, 可以造成蛋白质形态氮，故可以作为反雏动物的饲料。2.1.3.3 其它工业用目前，据不完全统计，全世界尿素作工业原料在总产量中占很大比重。 主要 有月尿醛树脂、塑料、油漆、和胶黏剂，尿素的缩合物三聚鼠胺是一种较好的涂料。 尿素还可以用作巴比妥、洁齿剂和利尿剂等药物的原料。止匕外，尿素可以用作石 油精制剂、纤维软化剂、炸药稳定剂等。2.2 尿素市场分析由于受惠于国家继续支持农业生产发展政策的影响下，农民种粮的积极性不断高涨，购买尿素的需要也在不断高涨。据农业部门的统计，1980年至今，农业中化肥的消费量一直在增长，且以保持了二十五年的持续增长，递增率为7.3%
10、 1980年，尿素的总消费量为1176万吨，到了 2004年，尿素的总消费量上升为 2689万吨。而2004年尿素的总产量才1923.5万吨。据农业部门预测，化肥需 求量还会继续增长。2010年尿素的需求量增长量为 339万吨。而且根据权威部 门预计，到2030年，我国人口将达到16亿，人均粮食按400公斤计算，粮食的 产量就应为6. 4亿吨。要达到此目标，单靠提高播种面积是不现实的，则化肥 尤其是尿素的需求是巨大的，也就迫使我们必须依靠尿素的产量来达到此目标， 因此可以预测尿素暂时在国内有着良好的市场前景。第三章产品方案及产品规模3.1 产品方案本项目的产品方案以国家的行业政策和行业的发展规
11、划为依据进行确定，并充分考虑国内国际的市场前景和市场容量。产品的数量、规格和国家标准如下：(1)尿素的数量、规格和国家标准本项目的产品为尿素，年产量 400万吨，含量98.5%,属于优等品。质量标准：尿素执行中华人民共和国国家标准尿素 （GB 24402001）如表1.1所示。表2.1中华人民共和国国家标准尿素 （GB 24402001）指标名称农业用优等品一等品合格品总氮（N）含量（以干基计）%46.446.246.0缩二月尿含量 0.91.01.5水（H2。分 98.5%3.3 主要原料规格及消耗本项目主要原料为四川泸天化公司的液氨和二氧化碳气体，其年消耗量如下表所示：表2.3主要物料消耗
12、量名称数量纯度液氨226.4万吨/年99.5%CO2306.0万吨/年98.5%第四章工艺技术方案论证4.1 概述本项目为年产400万吨尿素生产项目，建厂地址在四川泸天化股份有限公司本项目选择CO2汽提工艺装置，采用荷兰 Stamicarbon公司发明的Stamicarbon氧化碳汽提技术。此法现已成为世界上建厂最多、生产能力最大的生产方法。常见的尿素生产工艺有传统水溶液全循环法、荷兰斯塔米卡邦CO2汽提法、意大利斯纳姆普罗盖蒂氨汽提法、日本改良 C法和ACES法等。随着工农业的高 度发展，世界各国对尿素的需求量会逐步增大，由此带来的能源利用与环境保护 问题也相应增加。目前，我国能源工业面临着
13、经济增长、 环境保护和社会发展的 巨大压力，因此，尿素合成工艺节能新技术的开发及利用也越发引起人们的关注。4.2 工艺原料资源可行性该项目采用的主要原料是氨和二氧化碳。 解放前中国只有两家规模不大的合 成氨厂，解放后合成氨工业有了迅速发展。1949年全国氮肥产量仅0.6万吨，而 1982年达到1021.9万吨，成为世界上产量最高的国家之一。近几年来，中国引 进了一批年产30万吨氮肥的大型化肥厂设备。中国自行设计和建造的上海吴泾 化工厂也是年产30万吨氮肥的大型化肥厂。这些化肥厂以天然气、石油、炼油 气等为原料，生产中能量损耗低、产量高，技术和设备都很先进。我国合成氨生产主要集中在山东、山西、河
14、南、湖北、四川、江苏等地，其 中以山东省产量最大，2010年产量为663万吨，占全国总产量的13.4%左右。 四川省2014年合成氨产量为550万吨，泸天化有限股份公司年产合成氨 130万 吨，二氧化碳来源于合成氨工艺装置，原料供应充足，工艺路线可行。4.3 尿素生产方法简介工业上尿素的生产方法主要有三个：水溶液全循环法、二氧化碳汽提法和氨 汽提法。当今尿素生产工艺技术已趋于成熟，无论采用何种生产工艺，生产过程 中主要原料消耗大体上是一致的， 其先进与否主要体现在公用工程即水、电、汽的消耗，NH和CG的回收利用、环保排放以及设备结构、设备布置等方面。4.3.1 传统水溶液全循环法工艺水溶液全循
15、环工艺虽然是上世纪 60年代的技术，国外早已淘汰，但由于我 国对尿素工艺的研究和开发，均以此工艺为主，因此在工艺设计、设备制造、操 作技术和生产管理方面积累了丰富的经验。 此工艺在中国从1966年到2008年经历了 42年的生产和技改，已创出汽耗为1100 kg的水平。进一步回收热能，使汽耗降到900 kg的工艺也将出现。因此中国式的改良型水溶液全循环法尿素新工艺即将诞生，她大大不同于 60年代传统的预分离工艺。水溶液全循环法是将未反应的氨和 CO2加热减压蒸出后用于吸收生成甲俊或碳酸俊水溶液循环返回合成系统的生成尿素方法，该法主要用于中小型尿素装 置。此流程的未转化物需两段分解，三段吸收，流程较长且分解压力不高，分解 气的冷凝热除小部分被利用外，需用冷却水
