尿素的生产方法
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。
尿素生产工艺 图文详解
尿素生产工艺图文详解1性质：尿素：学名为碳酰二胺，分子式为CO（NH2）2，相对分子量为60.06。
因最早由人类及哺乳动物的尿液中发现，故称为尿素。
纯净的尿素为无色、无味、无臭的针状或棱柱状的晶体，含氮量46.6%，工业尿素因含有杂质而呈白色或浅黄色。
尿素的熔点在常压下为132.6℃，超过熔点则分解。
尿素较易吸湿，其吸湿性次于硝酸铵而大于硫酸铵，故包装、贮存要注意防潮。
尿素易容于水和液氨，其溶解度随温度升高而增大，尿素还能容于一些有机溶剂，如甲醇、苯等。
2用途：尿素的用途非常的广泛，它不仅可以用作肥料，而且还可以用作工业原料以及哺乳动物的饲料。
2.1尿素是目前使用的固体氮肥含氮量最高的化肥；2.2在有机合成工业中，尿素可用来制取高聚物合成材料，尿素甲醛树脂可用于生产塑料漆料和胶合剂等；在医药工业中，尿素可作为生产利尿剂、镇静剂、止痛剂等的原料。
此外，在石油、纺织、纤维素、造纸、炸药、制革、染料和选矿等生产中也要尿素；2.3尿素可用作牛、羊等动物的辅助饲料，哺乳动物胃中的微生物将尿素的胺态氮转变为蛋白质，使肉、奶增产。
但作为饲料的尿素规格和用法有特殊的要求，不能乱用。
3原料来源：生产尿素的原料主要是液氨和二氧化碳气体，液氨是合成氨厂的主要产品，二氧化碳气体是合成氨原料气净化的的副产品。
合成尿素用的液氨要求纯度高于99.5%，油含量小于10PPm，水和惰性气体小于0.5%并不含催化剂粉、铁锈等固体杂质。
要求二氧化碳的纯度大于98.5%，硫化物含量低于15mg/Nm3。
4生产方法：水溶液全循环法.5生产原理：5.1化学及热、动力学原理：液氨和二氧化碳直接合成尿素的总反应式为: 2NH3(l)+CO2=CO(NH2)2+H2O这是一个放热体积减小的反应,其反应机理目前有很多的解释,但一般认为,反应在液相中是分两步进行的.首先液氨和二氧化碳反应生成甲铵,故称其为甲铵生成反应:2NH3(l)+CO2(g)=NH4COONH2(l)该反应是一个体积缩小的强放热反应.在一定的条件下,此反应速率很快,容易达到平衡.且此反应二氧化碳的转化率很高.然后是液态甲铵脱水生成尿素,称为甲铵脱水反应:NH4COONH2(l) =CO(NH2)2(l)+H2O该反应是微吸热反应,平衡转化率不是很高,一般为50%-70%.此步反应的速率很慢是尿素合成中的控制反应.5.2工艺条件选择：根据前述尿素合成的基本原理可知,影响尿素合成的主要因素有温度、原料的配方压力、反映时间等.5.2.1温度尿素合成的控制反应是甲铵脱水,它是一个微吸热反应,故提高温度、甲铵脱水速度加快.温度每升10℃,反应速度约增加一倍,因此,从反应速率角度考虑,高温是有利的.目前应选择略高于最高平衡转化率时的温度,故尿素合成塔上部大致为185～200℃;在合成塔的下部,气液两相间的平衡对温度起者决定性的作用.操作温度要低于物系平衡的温度.5.2.2氨碳比工业生产上,通过综合考虑,一般水溶液全循环法氨碳比应选择在4左右,若利用合成塔副产蒸汽,则氨碳比取3.5以下. 5.2.3水碳比水溶液全循环法中,水碳比一般控制在0.6～0.7;（1）操作压力一般情况下,生产的操作压力要高于合成塔顶物料和该温度下的平衡压力1～3Mpa.对于水溶液全循环法,当温度为190℃和NH3/CO2等于4时,相应的平衡压力是18Mpa左右,故其操作压力是一般为20Mpa左右.反应时间对于反应温度为180～190℃的装置,一般反应时间是40～60min,其转化率可达平衡转化率的90～95%.对于反应温度为200℃个装置,反应时间一般为30min左右,其转化率也接近于平衡转化率.6工艺流程：由于目前普遍采用水溶液全循环法生产尿素下面就简述水溶液循环法生产尿素的流程.图3-19是目前在我国得到广泛应用的中压、低压两段分解水溶液全循环法直接造粒尿素工艺流程图。
尿素生产简图(彩色工艺流程图)
1
同一段差不多
3.
去常压吸收塔
氨水来自氨水槽
6.氨水解吸
解吸废水
去界区
中压蒸汽来自外管250℃2.4Mpa
流程说明
1、液氨加压
来自界区的液氨在取样分析后由高压泵加压到14Mpa送往高压喷射器
2、反应阶段
液氨作为喷射动力，将来自高压洗涤器的甲铵液一起带入高压甲铵冷凝器，在其中生成甲铵CO2+2NH3 ⇌NH4•COONH2反应放热，回收一部分热量让反应平衡向正反应偏移;反应后的气体跟液体直接通往合成塔底部，在合成塔（14Mpa 183℃）中生成尿素NH4•COONH2 ⇌CO (NH2)2+H2O 反应吸热,而气体CO2+2NH3 ⇌NH4•COONH2反应放热，所以合成塔中自热平衡，且合成塔中设有多层塔板，防止返混；反应生成的尿素-甲铵液体从合成塔底部取样分析后去汽提塔顶部，与下层来的高压CO2逆流接触，在高温以及CO2气体带动下，甲铵液被进一步分解，尿素及甲铵液从汽提塔底部取样分析后去往精馏塔，在精馏塔中循环加热，促进甲铵液进一步分解，出来的尿素溶液浓度大约为68%，取样分析后进入闪蒸罐（常压），闪蒸出CO2/NH3/H20,尿素溶液流进尿素贮罐。
3、尿素造粒
尿素贮罐的尿素溶液取样后打到一段蒸发加热器（0.03Mpa 13 0℃）尿素溶液中的气体水分充分分解、蒸发，出一段加热器的尿素溶液浓度大约为95%，然后流进二段蒸发加热器（0.003MPa 140℃）
. 继续加热浓缩,出来的尿素为熔融状态（99.7%），取样后送到造粒系统直接做成颗粒状，包装存储。
4、其他说明
过程中产生的气体回收利用，或者去排气筒，用过程中产生的溶液吸收后返回氨水槽，不能吸收的气体排大气。
.;。
尿素合成方式
尿素合成方式尿素是一种有机氮化合物，主要用于农业用肥和药用等方面，在工业上也用于制作各种化学制品，并活跃于水体中。
为了保证农业用肥的质量，尿素的生产必须遵循规范化的工艺流程，其中最重要的就是合成尿素的过程。
尿素的合成主要是用氮气、碳氢化合物和水反应而生成，这一反应称为“转化反应(Haber-Bosch反应)”，它是20世纪初分子结构与反应动力学研究中最重要的反应之一。
首先，氮和氢气被送入反应器，并通过电极加热，以温度高达400-450℃，并在压力接近200巴左右，将氮气和氢气以2: 3的比例完全混合，从而进行转化反应。
反应产物中含有大量的氧化氮污染物，而这些污染物可以在后续的净化步骤中分离出来。
接下来，尿素的净化过程首先要将含氧化氮污染物的废气进行碳酸钙吸附。
其次，将含有氢氧化物的混合气体置于活性炭塔中，在活性炭表面上，氢氧化物发生吸附反应，使其中的氧化氮减少30-70%。
最后，将尿素以水为溶剂，用蒸馏法将尿素从混合液中蒸发出来，从而得到纯尿素。
上述就是尿素的合成方法，总之，尿素的合成要经历气体混合、反应生成、净化处理和提纯四个步骤，这种过程具有较高的技术难度，同时也要求生产企业的设备具有良好的性能。
此外，在尿素合成过程中，应该注意以下几方面：第一，尿素生产企业应当遵守国家法规和行业标准，尊重环境保护，并严格管理生产环节，确保尿素生产的质量和安全。
第二，尿素生产企业应当加强设备维护，确保设备如反应器、管道、煤气轮机等的性能良好，具备良好的稳定性和安全性，以保证尿素的生产。
第三，尿素生产企业应当建立完善的安全管理制度，对生产现场的运行工作进行全面检查，并采取有效措施，确保工作环境的安全。
以上就是尿素合成方式，尿素合成的过程要求设备性能高，工作安全，严格检查，同时注意环境保护，这样才能保证尿素的质量和安全。
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。
尿素生产工艺
尿素生产工艺
尿素生产的主要工艺是氨与二氧化碳在高压和高温下反应生成尿素。
具体工艺步骤如下：
1. 氨合成（哈伊斯过程）：将天然气或重油分解产生的氢气和氮气经过压缩、冷却、去除杂质等一系列处理后，送入氨合成反应器。
在高压（100-300bar）和高温（350-550℃）的条件下，通过催化剂的作用，氢气和氮气发生化学反应生成氨。
2. 尿素制造（斯特劳斯-迈耶过程）：将制得的氨和二氧化碳
通过压缩、冷却、干燥等处理后，进入尿素合成反应器。
在高压（130-175bar）和高温（180-210℃）的条件下，通过催化剂的作用，氨和二氧化碳发生化学反应生成尿素。
产生的尿素经过蒸发、烘干、冷却等处理后，得到尿素成品。
3. 地下冷却法：在尿素合成反应器中，加入三氧化二铬或硅胶等物质，使得尿素在反应过程中，转化为具有高温高压不易挥发的小颗粒固体。
同时，通过在反应器下部铺设冷却介质，如水等，使得反应器底部的温度降低，尿素颗粒逐渐变得稳定，不会升温导致挥发或塞堵反应器。
4. 烟气冷凝法：在尿素合成反应器中，通过加入冷凝器的方式，将生成的烟气冷却，使其中的尿素挥发并凝结，收集它们得到尿素成品，同时烟气中的热量可回收利用。
以上就是尿素生产的主要工艺。
尿素生产
合成原理和工艺条件生产尿素的原料是氨和二氧化碳，后者是合成氨厂的副产品。
尿素合成反应分两步进行：①氨与二氧化碳作用生成氨基甲酸铵(简称甲铵)；②甲铵脱水生成尿素，其反应式为：2NH3+CO2NH2CO2NH4+159.47kJ (1)NH2CO2NH4NH2CONH2+H2O-28.49kJ (2)式(1)是强放热反应，在常压下反应速度很慢,加压下则很快。
式(2)是温和的吸热反应。
当温度为170～190℃,氨与二氧化碳的摩尔比为2.0，压力高到足以使反应物得以保持液态时，甲铵转化成尿素的转化率(以CO2计)为 50％；其反应速率随温度的提高而增大。
当温度不变时，转化率随压力的升高而增大，转化率达到一定值后，继续提高压力，不再有明显增大，此时，几乎全部反应混合物都以液态存在。
提高氨与二氧化碳的摩尔比，可增大二氧化碳的转化率，降低氨的转化率。
在实际生产过程中，由于氨的回收比二氧化碳容易，因此都采用氨过量，一般氨与二氧化碳的摩尔比≥3。
反应物料中,水的存在将降低转化率，在工业设计中要把循环物料中的水量降低到最小限度。
少量氧（空气）的存在能阻缓材料的腐蚀。
增加反应物料的停留时间能提高转化率,但并不经济,工艺设计中最佳条件的选择是在经济合理的情况下，追求单位时间的最大产量。
典型的工艺操作条件是温度180～200℃、压力13.8～24.6MPa、氨与二氧化碳摩尔比2.8~4.5、反应物料停留时间25~40min。
生产工艺氨和二氧化碳在合成塔内，一次反应只有55％～72％转化为尿素(以CO2计),从合成塔出来的物料是含有氨和甲铵的尿素溶液（简称尿液）。
在进行尿液后加工之前，必须将氨和甲铵分离出去。
甲铵分解成氨和二氧化碳是尿素合成反应中式(1)的逆反应,是强吸热反应，用加热、减压和气提等手段能促进这个反应的进行。
围绕着如何回收处理从合成塔里出来的反应混合物料，曾发展了尿素的多种生产工艺。
①不循环工艺和部分循环工艺:不循环工艺是指从合成塔出来的物料,经减压至常压并用蒸汽加热,将氨和二氧化碳分离出来,尿液送去后加工系统，氨用于生产其他的铵盐。
尿素的生产方法范文
尿素的生产方法范文尿素是一种重要的化工产品，被广泛应用于农业和化工行业。
它在农业领域被用作植物肥料，而在化工领域中则被用于制造塑料、合成材料等。
下面将详细介绍尿素的生产方法。
1.合成法：尿素的合成法主要通过氨和二氧化碳的反应来完成。
下面将详细介绍尿素合成法的步骤：步骤一：合成氨的制备。
合成氨的制备主要通过哈伯－博仑法或者斯特尔－威夫逊法。
其中，哈伯－博仑法是最常用的方法。
该方法通过在高温和高压下将氮气与氢气通过催化剂进行反应来制备氨。
这一步的反应公式如下：N2(g)+3H2(g)→2NH3(g)步骤二：尿素合成反应。
在尿素合成反应中，制备好的氨会与二氧化碳反应，生成尿素。
该反应会在高温和高压下进行，并且需要使用催化剂，通常是二氧化钛或氧化铝。
这一步的反应公式如下：2NH3(g) + CO2(g) → NH2CONH2(aq)步骤三：尿素结晶和脱溶剂。
反应后的尿素产物是一个稀溶液，需要进行结晶和脱溶剂。
结晶过程中，通过逐渐降低溶剂中的温度来使尿素结晶出来。
脱溶剂步骤则通过将尿素溶液经过浸泡、过滤、干燥等步骤来移除溶剂。
2.自然法：自然法是指通过使用人和动物的尿液来制备尿素。
尿液中含有大量的氨气和尿素，因此可以直接提取出尿素。
自然法的步骤如下：步骤一：收集尿液。
尿液首先需要被收集起来。
通常情况下，人们会使用马桶或尿液收集器来收集尿液。
步骤二：去除杂质。
收集到的尿液中可能含有一些杂质，比如细菌、有机物等。
因此，需要对尿液进行处理，去除这些杂质。
步骤三：结晶和脱溶剂。
处理好的尿液需要通过结晶和脱溶剂的步骤来提取出尿素。
这一步骤和合成法中的结晶和脱溶剂步骤相似。
尿素的生产方法既可以通过合成法来进行，也可以通过自然法来得到。
无论是哪种方法，都需要经过一系列的步骤来完成。
不同的生产方法在原材料的选择、反应条件、催化剂的使用等方面会有所差异。
尿素作为一种重要的化工产品，其生产方法的进一步研究和改进对于提高生产效率和质量具有重要意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
尿素的生产方法
工业上用二氧化碳与氨合成尿素，由于反应物不能完全转化，未反应物需要回收。
回收方式很多，早期有不循环法和部分循环法，现均采用全循环法。
全循环法是尿素合成后，未转化的氨和二氧化碳经多段蒸馏和分离后，以各种不同形式全部返回合成系统循环利用。
无论何种全循环法，尿素生产的基本工艺相同，分为四个基本步骤：
1氨与二氧化碳的供应与净化；
2氨与二氧化碳合成尿素；
3尿素熔融液与未反应物质的分离与回收；
4尿素熔融物的加工。
目前，工业上采用水溶液全循环法及气提法。
(l)水溶液全循环法尿素合成的未反应物氨和COz，经减压加热分解分离后，用水吸收成甲铵溶液，然后循环回合成系统称为水溶液全循环法。
该法自20世纪60年代起迅速得到推广，在尿素生产中占有很大的优势，至今仍在完善提高。
典型的有荷兰斯塔米卡本水溶液全循环法、美国凯米科水溶液全循环法及日本三井东压的改良C法及D法等。
我国中小型尿素厂多数采用水溶液全循环法。
水溶液全循环法工艺可靠、设备材料要求不高、投资较低。
缺点是反应热没能充分利用，一段甲铵泵腐蚀严重，甲铵泵的制造、操作、维修比较麻烦；为了回收微量的CO2和氨气，使流程变得过于复杂。
(2)气提法是用气提剂如CO2、氨气、变换气或其他惰性气体，在一定压力下加热并气提合成反应液，促进未转化的甲铵分解。
NH2COONH4=2NH3(g)↑+CO2(g)↑（可以反映）
该式是吸热、体积增大的可逆反应，只要有足够的热量，并能降低反应产物中任意组分的分压，甲铵的分解反应就一直向右进行。
气提法就是利用这一原理，当通入co.气时，气相中co.的分压接近于1，而氨的分压趋于O，致使反应不断进行。
同样，用氨气提也有相同的结果。
根据通入气体介质的不同，分为c0.气提法、NH3气提法和变换气气提法等。
气提法工艺是当前尿素合成生产中重要的技术改进，与水溶液全循环法相比，具有流程简化、能耗低、生产费用低、单系列大型化和运转周期长等优点。
具有代表性的气提法有：荷兰斯塔米卡本CO2气提法、意大利斯那姆氨气提法、意大利蒙爱公司的等压双循环法(IDR)及日本三井东压低能耗法(ACES)。