第一章合成尿素的工程設計背景與發展狀況
1.1 課題的背景
尿素是固體氮肥中含氮量最高的肥料，理化性質較穩定，施後對土壤性質沒有影響，可施用於任何土壤和作物，可做根外施肥使用。同時尿素也是樹脂、塑料、炸藥、醫藥、食品等工業的重要原料。隨著工農業的發展，尿素的需求量越來越大.
尿素工業飛速發展的同時面臨著巨大的挑戰，我國尿素主要以煤和天然氣為原料，目前我國煤炭**已取消雙軌制完全市場化，煤炭成本每噸至少增加70元到80元，2023年煤炭**有進一步**的可能性。天然氣方面，由於目前我國的天然氣**偏低，而化肥用天然氣又是最便宜的，**的可能性更大。因此，需要建立新的尿素生產工藝，提高原料和能量利用率，提高裝置利用率及單位產品投資利用率，使尿素產品的成本進一步降低，以適應全球經濟一體化的要求，從而使尿素技術進入了合成改造時代。
1.2我國合成尿素產業概況
我國是尿素生產和使用大國，2023年產尿素在4400萬噸左右，國內尿素生產方式主要有兩類：汽提工藝和水溶液全迴圈法生產工藝，大型廠以氨和二氧化碳汽提工藝為主，中小型廠則以水溶液全迴圈生產工藝為主，目前水溶液全迴圈工藝生產的尿素約佔全國產量的一半以上，與汽提工藝相比存在能耗高的缺點，但水溶液全迴圈生產工藝在我國有長期生產經驗，建廠投資少、裝置製造維護簡單，並積累了豐富的操作經驗。
1.3 需求**與設計規模
由於這幾年尿素市場**比較好，新上市的尿素專案比較多，預計2023年全國要增加新的尿素產能在300萬噸左右，加上中石化多套大型尿素裝置的煤代油改造相繼完工，2023年新增的尿素產能至少在400萬噸以上。2023年全國的尿素總產量預計將突破5000萬噸大關，年增長率預計將超過5%
根據我國加入wto的承諾，自2023年12月11日起，我國將向外商全面開放化肥的批發和零售業務，國內化肥分銷渠道的壟斷局面從此被打破。2023年我國將繼續對尿素出口採取嚴厲的限制措施，出口政策同2023年一樣沒有變化，預計2023年尿素出口量變化不大，全年的尿素出口總量估計在100萬～200萬噸的水平。進口方面，2023年尿素進口配額是330萬噸，同時我國又將配額內進口關稅稅率由4%下降到1%，因此進口預計會有一定程度的增加，但由於國內**與國外尿素**相比具有較大的優勢，國外尿素很難大規模進入我國，進口尿素對國內尿素市場的影響很小.
綜合以上因素,建立乙個年產10萬噸的尿素生產工廠是合適的.
第二章工程設計條件與總平面布置
2.1 工程設計條件
2.1.1 原材料及輔助物料的資源條件
本設計中主要原料是氨氣和二氧化碳，而廠址將選天津市附近，鄰近大港油田,因此原料的**極為方便。
2.1.2 公用工程概述
廠址選在天津市的郊區，有可靠的供電網，輸、供電系統，附近有鐵路、國道，交通便利，水力設施齊全.
2.1.3 勞動力資源條件
廠區地處天津市郊區,並且與首都北京靠近,因此人力資源極其豐富.
2.2 總平面布置
2.2.1 總平面布置的基本原則
（1） 總平面布置首先必須滿足生產要求，以最大限度的保證生產作業線的連線、短捷、方便，從原料進廠到成品出廠，整個流程必須符合生產工藝要求，力求做到流程線路暢通、連續、短捷、避免交叉進行 ，是各種物料的輸送距離為最小。同時，應將水電汽等公用工程耗量大的車間，盡量集中布置，已形成負荷中心與****靠近，是各種公用系統介質的工程管線減少和輸送距離最短，達到節約能源。
（2） 要能夠充分結合場地優勢、地位、地貌等有利條件，因地制宜，緊湊布置，節約土地，少佔良田，少拆房屋，提高土地利用率。
（3） 大多數廠房，特別是主要生產車間的布置，應考慮到日照方位和主導風向，保證自然通風，廠前區和防汙染的車間放在上風向，產生粉塵、煙、熱等的車間及易燃庫布置在下風向。
（4） 各車間之間注意滿足防火、衛生等****規定，各種廠房按性質分割槽集中。對易燃易爆的各類儲罐和由危險性的庫房（油庫、危險品庫），應力求遠離火源和人員往來集中地，一般應布置在廠區邊緣，主導風向的下風向以及地勢較低的地段。
（5） **、物流各行其道，路線短捷，避免交叉。
（6） 綜合管線統籌安排，防止干擾，力求管線短，拐彎少。
（7） 近期建設和遠期發展相結合，主要生產車間留有適當的發展餘地，但必須注意與城市建設和地域總體規劃相適應，輕化工工廠變化較快，綜合利用較廣，加工深度較深，大多數工藝流程更新快，這要求在設計實現留有較大的預留地，以滿足工廠發展變化的需要。
（8） 為示蹤平面圖具有建築藝術性，廠房形狀要規則簡單，是道路徑直，廠房中心線保持垂直或平行。
（9） 採取各種措施，提高建築係數和場地利用稀疏。建築係數一般為25%～40%，場地利用係數一般為50%～60%，這是總平面設計的主要技術經濟指標。
2.2.2 總平面布置概述
（1）各車間布置:以控制室為核心,便於操作.
（2） 生產區布置：該尿素生產車間採用露天式生產模式，各工段按流程的順序建設，本設計中呈u型。
（3） 輔助車間布置：以生產車間為中心，根據總平面布置原則，綜合各種因素對各個輔助車間布置如下：
a維修車間：遠離廠區前，降低噪音汙染，在主力生產車間附近，便於裝置維修。
b 鍋爐房：布置在用蒸汽較多的地方，且是主導風向的下風向。
c 變配電站：靠近電力負荷中心，縮短了電線路線，減少了投資，且在水處理車間的上風向，煤堆場的平行風向。
d 水處理車間：靠近負荷中心，處理每日生產車間所需的工業用水，並提供部分生活用水。
（3） 運輸裝置布置：車庫油庫均布置在主幹道邊緣，道路設計為主力幹道，寬10公尺，行道每邊各1公尺，車間引道6公尺，這樣有利於消防和道路的改造。
（4） 堆場和倉庫：布置在主導風向的下風向，置於廠區邊緣，靠近主生產車間，且位於主力幹道邊緣。這樣有利於原料或產品的進廠和出廠，且有利於火災發生時，消防車的順利到達出事地點。
（5） 行政管理機構和福利區：辦公樓位於廠前區且位於主導風向的上風向。
（6） 綠化和美化區：本廠的綠化包括生產區﹑福利區的綠化帶。既有專門的綠化區，也有環繞廠房及其他建築物的綠化帶。
綠化帶以草坪為主，路旁加種樹木。這樣，可使場區空氣得以淨化，噪音減小，美化和改善了環境的衛生條件，使本廠的小環境﹑小氣候得以明顯改善。注：
為了不妨礙管道的布置及消防的要求，各生產工段的周圍不設綠化帶。
綜上所述，平面布置有以下幾個特點：
1 廠房建築物的布置與生產工藝流程相適應。原料﹑半成品和成品形成整個順序，盡量保證流水作業，避免逆行和交叉；
2 鍋爐房﹑水幫浦房﹑配電站等輔助車間盡量靠近其主要部門，以縮短期間距離，節省投資；
3 由前區到生產區主要幹道，應避免與主要運輸道路交叉；
4 盡量使大多數廠房向陽﹑背風﹑避免瓦斯等，盡可能使各廠區有條件採用自然採光和自然通風等；
5 按防火規範的要求，保證建築物之間的距離，符合規定；
6 根據衛生規範的要求，保證廠區內衛生符合規定；
7 根據環境發展的要求，生產區設在有廢渣處理系統﹑廢水處理系統﹑廢氣處理系統等設施 ；
8 考慮工廠今後的發展，在控制室附近留有建築餘地,便於增設車間；
9 盡量做到以生產區為軸線，再考慮輔助車間﹑行政樓和道路的安排。
另外 ，總平面布置圖右上方會有風向玫瑰圖，下方會有明細
本圖採用1：500的比例。
第三章化工工藝設計
3.1車間組成概述
車間設有壓縮機房,原料預處理車間,尿素生產車間,以及產品包裝車間.其中尿素生產車間採用露天式。
3.2 車間生產綜合敘述
3.2.1 車間概況及特點
其中尿素生產車間採用露天式.其虛擬車間規模為12*30,主要塔裝置放置在虛擬車間外,從該車間出來的為尿素濃縮液，直接進入造粒塔進行造粒。合成尿素採用的是水溶液全迴圈法。
水溶液全迴圈法是利用水吸收未生成尿素的氮和二氧化碳,以碳酸銨或氨基甲酸銨溶液的形式進行迴圈,具有動力消耗低,生產流程簡單,投資較低等優點.
3.2.2 車間工作制度
本廠採取連續工作制
法定節假日:五
一、十一、春節放假約15天
由於尿素成品為固體，生產工序需高溫處理，造粒及其它較低溫工段會出現固結、堵塞現象，因此需停機維修頻率較高，本廠採取季度維修制（即3個月維修一次）維修時間約為：旺季7天（冬、春兩季），淡季12天（夏、秋兩季）。
工作日=365-節假日-維修日
=365-15-50
本廠採取三班制（分早7：30-午4：00；午3：
30-晚12：00；晚11：30-早8：
00），因生產需要採取連續工作，週末不休息，但本廠提倡員工採取倒班互助，打造良好和諧工作氣氛。
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