尿素是石油化工行业的重要产品,也是世界上广泛生产的化学品之一。尿素工业的发展成为衡量国家化工领域综合实力的一个重要指标。尿素不仅在农业上可作为化肥使用,在医学、实验室、工业方面也有着广泛的用途。尿素生产装置本身是一套复杂的设备,其工艺操作大多数都是在高温高压的条件下运行的,并且在尾气系统一直存在爆炸的风险,严重影响了尿素装置的安全稳定运行。为了提高尿素装置的安全性,更好地认识尾气系统爆炸的原因及规律,本文从过程模拟的角度,对尿素装置进行了本质安全评估和尾气系统爆炸机理分析,并提出改进措施。本文的主要内容如下:（1）尿素生产工艺的过程危险分析对二氧化碳汽提法尿素生产工艺过程危险进行分析,得到尿素生产工艺过程中的危险因素主要是火灾爆炸、急性中毒、窒息、机械伤害、触电、高处坠落、物体打击、起重伤害等。另外,通过HAZOP分析的方法对二氧化碳汽提法尿素生产工艺进行过程危险分析得到四个高风险点。（2）基于过程模拟的尿素工艺本质安全性评估以二氧化碳汽提法尿素生产工艺为例,系统地分析尿素合成体系,为过程模拟提供参数及依据。确定流程模拟过程中可能的组分、热力学模型、每个装置所对应的模型及求解方法,选择目前大型通用的过程模拟软件—Aspen Plus软件对二氧化碳汽提法尿素生产工艺进行模拟,得到各物流的组分组成、温度、压力等参数。从爆炸危害的角度,将过程模拟与工艺物流指数法相结合,对尿素生产工艺进行本质安全性评估,得到工艺中的危险物流,即需要改进的物流,为尿素生产工艺在设计阶段物流及设备的防爆提供改进的方向。（3）尿素装置尾气系统爆炸机理分析及改进措施研究分析二氧化碳汽提法尿素装置尾气系统的爆炸性环境形成的原因和点火源的种类以及点火能量。从尾气系统影响因素的角度出发,利用灵敏度分析模块对尾气系统进行模拟,得到不同工况下尾气系统气相物流的组分组成,从而得到不同影响因素下爆炸极限的变化。通过统计的方法,对爆炸极限和各组分的相关程度进行定量化,为尾气混合气体爆炸极限预测提供方向。从化学动力学的角度,对尿素装置尾气系统的混合气体的爆炸过程进行数值模拟,得到爆炸过程的温度、压力、反应物等参数的变化,为高压洗涤器防爆设计及材料选择提供数据参考。最后从工艺设计阶段、设备安装到正常生产过程,围绕控制可燃物、助燃物和点火源三个方面对尾气系统提出改进措施,为其他尿素生产工艺的改进和安全管理提供参考。