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第1章 化工基础知识1

1.1 工艺基础知识1

1.1.1 流体的主要物理量1

1.1.2 化工单元操作3

1.1.3 化学反应与化学平衡24

1.1.4 基本化工单元系统27

1.2 设备基础知识33

1.2.1 管道与管件33

1.2.2 阀门34

1.2.3 静设备38

1.2.4 动设备42

1.2.5 润滑72

1.3 电气仪表基础知识73

1.3.1 电气基础知识73

1.3.2 仪表和自动控制基础知识79

第2章 尿素工艺基础知识102

2.1 尿素生产中物料的物化性质102

2.1.1 氨102

2.1.2 二氧化碳102

2.1.3 尿素103

2.1.4 氨基甲酸铵103

2.1.5 缩二脲104

2.1.6 水104

2.1.7 双氧水104

2.1.8 甲醛105

2.2 尿素工艺相图的基本知识105

2.2.1 相律106

2.2.2 相图107

2.2.3 单组分相图108

2.2.4 二组分相图109

2.2.5 三组分相图112

2.3 尿素的合成123

2.3.1 尿素的合成反应化学平衡123

2.3.2 影响尿素合成反应化学平衡的因素124

2.3.3 尿素合成反应速度127

2.3.4 尿素合成反应工业生产条件的选择129

2.4 尿素生产过程副反应131

2.4.1 缩二脲的生成131

2.4.2 尿素的水解反应133

2.5 未反应物的分解与回收135

2.5.1 未反应物的减压、加热分解135

2.5.2 未反应物的高压分解139

2.5.3 未反应物的回收144

2.6 尿素溶液的蒸发与造粒149

2.6.1 Ur-H2O平衡相图与尿素溶液蒸发的工艺条件149

2.6.2 尿素喷淋造粒原理151

2.7 常用计算152

2.7.1 氨碳比（NH3/CO2）的计算152

2.7.2 水碳比（H2O/CO2）的计算153

2.7.3 水尿比（H2O/Ur）的计算154

2.7.4 CO2转化率计算154

2.7.5 气提效率计算154

2.7.6 简单物料平衡计算155

2.7.7 简单热量计算156

2.7.8 离心泵有效功率和效率计算157

2.7.9 理想气体计算158

第3章 尿素生产工艺及技术特点158

3.1 概述159

3.1.1 尿素的发现与合成159

3.1.2 尿素生产技术发展159

3.1.3 我国尿素工业发展概况160

3.1.4 尿素生产工艺原则流程160

3.2 斯塔米卡邦CO2气提法尿素工艺161

3.2.1 工艺流程161

3.2.2 界区条件与消耗定额168

3.2.3 工艺特点169

3.3 斯纳姆氨气提法尿素工艺170

3.3.1 工艺流程170

3.3.2 消耗定额174

3.3.3 工艺特点174

3.4 ACES尿素装置工艺175

3.4.1 工艺流程175

3.4.2 公用工程消耗176

3.4.3 工艺特点176

3.5 蒙特爱迪生等压双气提（IDR）法尿素装置工艺176

3.5.1 工艺流程176

3.5.2 消耗定额179

3.5.3 工艺特点179

3.6 尿素装置公用工程系统180

3.6.1 蒸汽和冷凝液系统180

3.6.2 循环水系统182

3.6.3 仪表风系统185

3.7 尿素造粒方法185

3.7.1 喷淋造粒186

3.7.2 机械造粒——大颗粒尿素制备专利技术简介188

3.8 尿素工艺技术的改进193

3.8.1 尿素合成塔采用高效塔板193

3.8.2 斯塔米卡邦池式反应器工艺（Urea 2000+TM）194

3.8.3 合成塔出液NH3/CO2自动控制系统197

第4章 尿素设备使用与维护197

4.1 常用工具199

4.1.1 “F”扳手199

4.1.2 活扳手199

4.1.3 管子钳199

4.1.4 听棒199

4.1.5 便携式测振仪器199

4.1.6 便携式测温仪199

4.1.7 对讲机199

4.1.8 矿灯200

4.1.9 皮管200

4.1.10 手提式缝包机200

4.2 阀门的操作与维护200

4.2.1 阀门的操作200

4.2.2 阀门的维护200

4.3 管线的操作与维护201

4.3.1 管线的操作201

4.3.2 管线的维护201

4.4 静设备的操作与维护202

4.4.1 换热器202

4.4.2 压力容器204

4.4.3 储槽204

4.4.4 尿素装置主要静设备205

4.4.5 尿素高压设备氨渗漏225

4.5 动设备的操作与维护227

4.5.1 一般离心泵228

4.5.2 小型高速离心泵228

4.5.3 螺杆泵229

4.5.4 齿轮泵229

4.5.5 小型柱塞泵230

4.5.6 活塞式空气压缩机230

4.5.7 罗茨风机231

4.5.8 离心式高压氨泵232

4.5.9 柱塞式高压氨泵233

4.5.10 离心式高压甲铵泵235

4.5.11 柱塞式高压甲铵泵236

4.5.12 汽轮机238

4.5.13 二氧化碳机组242

4.5.14 旋转型造粒喷头244

4.5.15 大颗粒尿素造粒机的日常维护244

4.5.16 刮料机245

4.5.17 皮带机与卸料小车246

第5章 尿素设备腐蚀与防护246

5.1 尿素生产腐蚀机理247

5.1.1 中间产物的化学性腐蚀247

5.1.2 电化学腐蚀247

5.2 尿素生产过程介质因素对腐蚀的影响248

5.2.1 均匀腐蚀248

5.2.2 坑蚀248

5.2.3 缝隙腐蚀248

5.2.4 晶间腐蚀248

5.2.5 选择性腐蚀249

5.2.6 应力腐蚀249

5.2.7 冷凝腐蚀249

5.2.8 磨蚀249

5.3 防腐蚀措施249

5.3.1 工艺介质防腐249

5.3.2 耐腐蚀材料251

5.3.3 尿素生产中的防腐蚀措施254

第6章 尿素装置工艺操作258

6.1 尿素生产运行记录258

6.2 尿素生产特点与操作注意事项258

6.3 CO2气提工艺装置操作259

6.3.1 装置开车操作要点259

6.3.2 装置正常操作要点271

6.3.3 装置停车操作要点288

6.4 氨气提法尿素装置工艺操作简述294

6.4.1 开工前准备工作294

6.4.2 化工投料295

6.4.3 合成塔出料前的准备296

6.4.4 合成塔出料和出料后调节296

6.4.5 封塔停工296

6.4.6 封塔停工后开工297

6.4.7 长期停工297

第7章 故障判断与处理298

7.1 工艺故障298

7.1.1 CO2流量突降298

7.1.2 氨量突降300

7.1.3 尿素高压系统常见工艺故障300

7.1.4 循环系统常见工艺故障307

7.1.5 蒸发和造粒系统常见工艺故障310

7.1.6 氨水槽中氨水浓度升高314

7.1.7 装置外输蒸汽冷凝液电导率升高315

7.2 设备故障315

7.2.1 阀门故障315

7.2.2 生产过程中安全阀起跳317

7.2.3 设备、管道汽击振动318

7.2.4 管道堵塞故障319

7.2.5 工艺介质结晶堵塞塔、换热器321

7.2.6 设备静密封点泄漏322

7.2.7 尿素合成塔不锈钢内衬发生泄漏323

7.2.8 尿素合成系统高压换热器壳侧防爆板破裂323

7.2.9 高压洗涤器防爆空间防爆板（泡罩）破裂324

7.2.10 生产过程高压甲铵冷凝器列管泄漏故障325

7.2.11 气提塔列管发生爆管326

7.2.12 高压甲铵泵跳车326

7.2.13 高压氨泵跳车327

7.2.14 CO2机组跳车327

7.2.15 高速离心氨泵或甲铵泵故障328

7.2.16 柱塞式氨泵或甲铵泵故障329

7.2.17 CO2机组故障331

7.2.18 一般离心泵故障334

7.2.19 刮料机故障335

7.2.20 尿素输送皮带机故障336

7.2.21 卸料小车故障336

7.2.22 电动机故障337

7.2.23 大颗粒尿素造粒设备故障338

7.3 仪表故障339

7.3.1 仪表运行故障与维护339

7.3.2 仪表故障时的工艺处理340

7.4 公用工程故障348

7.4.1 停晃电348

7.4.2 停蒸汽350

7.4.3 仪表风中断350

7.4.4 循环冷却水中断350

第8章 安全、环保与节能352

8.1 安全352

8.1.1 装置有关安全规定352

8.1.2 危险物料的使用与防护352

8.1.3 尿素生产过程爆炸危险357

8.2 环保361

8.2.1 尿素生产过程污染源361

8.2.2 污染控制363

8.3 节能降耗366

8.3.1 尿素生产过程节能降耗措施366

8.3.2 尿素物耗与能耗统计367

8.4 节水减排368

参考文献370