尿素生产工艺

合集下载

尿素 生产工艺

尿素 生产工艺

尿素生产工艺
尿素是一种最常用的氮肥,也是农田中使用最广泛的肥料之一。

它是在压缩空气和氨的存在下制造的。

下面是尿素生产的工艺流程。

首先,通过空气分离装置将空气中的氮气和氧气分离出来。

这样纯净的氮气就可以用作后续的制氨过程。

然后,在制氨装置中,将氮气与纯氢气经过高温高压条件下的反应,生成氨气。

这个反应通常使用铁-钼催化剂来加速反应
速度。

制氨反应可以分为低温反应和高温反应两个阶段,低温反应通常在200-300°C下进行,生成的氨气含量在15-20%;
而高温反应则在高温下进行,将氮气和未反应的氢气继续反应,使氨气的含量达到25-35%。

接下来,通过氨合成器将制得的氨气与二氧化碳反应,生成尿素。

氨合成器中采用铁-钼催化剂,条件为200-220°C,压力为150-200 atm。

尿素反应生成的热量通过蒸汽汽化剂来排出。

尿素的反应方程式为:
2NH3 + CO2 → NH2CONH2 + H2O
尿素生成之后,需要通过冷却、脱水和干燥的过程来提高尿素的纯度。

这些过程通常通过旋转蒸发器、冷却器和离心机来完成。

最后,尿素需要进行粉碎和筛分处理,以获得所需的颗粒大小
和均匀度。

粉碎过程通常使用球磨机或者研磨机来完成,而筛分则使用振动筛或者离心筛来分离不同颗粒大小的尿素。

总的来说,尿素的生产过程包括氨的制备、尿素的合成、尿素的精制和颗粒的粉碎筛分等步骤。

这些步骤通过控制温度、压力和催化剂的选择来实现高效的生产。

尿素的工艺流程不仅提高了氮肥的产量,而且还减少了对环境的污染。

几种尿素生产工艺的介绍

几种尿素生产工艺的介绍

几种尿素生产工艺的介绍
尿素是一种重要的化学品,广泛应用于农业、化工和医药行业等领域。

它是由二氧化碳和氨制得的无色结晶固体,是一种重要的氮肥和原料。

目前,常用的尿素生产工艺有以下几种:
1. 阿姆莱尔工艺:
阿姆莱尔工艺是目前最常用的尿素生产工艺之一。

该工艺采用高温高压的反应条件,将二氧化碳和氨反应生成尿素。

该工艺具有反应速度快、产率高的优点,并且可以使用多种原料进行尿素生产。

2. 巴斯夫工艺:
巴斯夫工艺是另一种常用的尿素生产工艺。

该工艺采用低温低压的反应条件,通过二氧化碳和氨的催化反应生成尿素。

相比于阿姆莱尔工艺,巴斯夫工艺具有能耗低、生产成本较低的优点。

3. 胺法工艺:
胺法工艺是利用甲胺和尿素成核剂合成尿素的工艺。

该工艺主要有蒸氨法和溶液法两种方式。

通过溶液法,先通过甲胺和尿素成核剂反应生成尿素溶液,再经过结晶和干燥工艺得到尿素产品。

胺法工艺主要适用于小规模尿素生产企业。

4. 杜邦工艺:
杜邦工艺是一种较新的尿素生产工艺,主要采用液相催化反应。

该工艺通过二氧化碳和氨的反应生成碳酸氨,然后经过分解反应生成尿素。

杜邦工艺具有能耗低、生产效率高的优点,但需要较高的催化剂。

总的来说,尿素的生产工艺多样化,根据不同的实际情况和需求,可以选择合适的工艺进行尿素生产。

以上介绍的几种工艺只是其中的一部分,随着科技的发展和研究的深入,尿素生产工艺还将不断创新和完善。

年产20万吨尿素生产工艺设计

年产20万吨尿素生产工艺设计

一、产品介绍
尿素(Urea)是一种碳氮化合物,由一个碳原子、两个氮原子和四个
水分子组成,化学式为CO(NH2)2、尿素有2种商品性质:颗粒状尿素和
精制尿素。

颗粒状尿素由煤气化法(蒸汽)和气体洗分(气体洗)合成,
使用于农用肥料,而精制尿素通过气体洗分、分子筛热裂解、过氧化物还
原等工艺制成,用于汽车气增强、催化剂、药用尿素、农药等多个行业。

二、综合工艺流程
1、气体洗分工艺:
以氨气、空气为原料,采用气体洗分法合成尿素,以下为气体洗分工
艺流程:
(1)氨气和空气经过调节塔调节浓度,进入催化塔合成尿素;
(2)尿素合成过程中同时产生有机废气;
(3)有机废气排口水平流动,然后将其进行气体洗分,将尿素、氨
气和空气等多组分的气体分离;
(4)尿素、氨气和空气进入冷凝器冷凝,液态回流均进入尿素槽;
(5)氨气和空气分别进入氨气回收塔和空气回收塔,然后循环使用。

2、石膏裂解工艺:
石膏裂解工艺是一种生产尿素的常用方法,其工艺流程如下:
(1)石膏进料,通过负荷控制磨细机磨细;
(2)磨细后的石膏进入熔石膏炉内,当。

尿素生产工艺流程

尿素生产工艺流程

尿素生产工艺流程
《尿素生产工艺流程》
尿素是一种重要的有机化工产品,广泛用于农业、化肥和医药等领域。

其生产工艺流程主要包括合成氨、制尿素和精制尿素三个主要步骤。

首先,合成氨是尿素生产的第一步。

这一步通常使用哈伯-博
斯奇法,通过氮和氢在高温高压下通过催化剂反应生成氨气。

合成氨是尿素生产的重要原料,其质量和产量直接影响最终尿素产品的质量。

接下来是制尿素的步骤。

合成氨通过碳酸铵反应生成碳酸氨,然后经过脱水反应生成尿素。

这一步骤中,需要严格控制反应条件和催化剂的选择,以保证尿素产品的纯度和产量。

最后是尿素的精制步骤。

尿素产物中通常含有一定量的杂质和水分,需要通过结晶、脱水等工艺对其进行精制。

精制后的尿素产品具有较高的纯度和稳定性,可以满足不同行业的需求。

尿素生产工艺流程复杂,需要严格控制各个环节的参数和操作,以保证产品的质量和产量。

随着科技的发展,尿素生产工艺也在不断创新,以提高效率和降低能耗,推动尿素行业的可持续发展。

常见的几种尿素生产工艺介绍.

常见的几种尿素生产工艺介绍.

常见的几种尿素生产工艺介绍第一节斯塔米卡邦二氧化碳汽提法尿素工艺斯塔米卡公司((Stamicarbon.B.V是荷兰国营矿业公司(DSM的子公司,在40年代后期开始研究尿素生产工艺。

早期尿素生产由于存在着合成塔等设备的晋严重腐蚀问题,影响生产的正常进行和生产技术的推广。

直至1953年,斯塔米卡邦提出在二氧碳原料气中加少量氧气的办法,解决了尿素设备的腐蚀问题,为后来尿素生产的大规模发展开辟了道路。

由该公司设计的第一个工业规模尿素厂于1956年投产。

在60年代初,斯塔米卡邦与国营矿业公司研究中心一起,开发了新的尿素工艺,即二氧碳化碳汽提法。

从工作1964年建设投产日产20吨尿素的实验厂开始,到1967年二氧化碳汽提法尿素工厂正式投产。

随后在很多国家建设二氧化碳汽提法尿素工厂。

工艺流程二氧化碳汽提法尿素生产工艺主要包括:二氧化碳压缩和脱氢、液氨升压、合成和汽提、循环、蒸发造粒、产品贮存和包装、解吸和水解等工序。

(一二氧化碳压缩和脱氢从合成氨厂来的二氧化碳气体,经过CO2分离罐101——F与工艺空气压缩机101-J供给的一定量的空气混合,空气量为二氧化碳体积的4%,进入二氧化碳压缩机102-J。

在二氧化碳压缩机二段进口对二氧化碳气中的氧含量自动栓测。

二氧化碳最终压缩到14。

1MPa(A进入脱氢反应器101-D,内装铂系催化剂,操作温度:入口≥150℃,出口<300℃。

脱氢的目的是防止高压洗涤器排出气发生爆炸。

在脱氢反应器中H2被选择氧化为H2O。

脱氢后二氧化碳含氢及其它可燃气体小于50*10-6。

二氧化碳压缩机102-J是单例蒸汽透平驱动的双缸四段离心式压缩机,带有中间冷凝器和分离器。

蒸汽透平机转速,由速度控制器控制并自动调节转速,以适应尿素的生产负荷。

多余的二氧化碳由放空管放空,进入二氧化碳压缩机的气量,应超过压缩机的喘振点。

为使进口气量小于喘振气量时也不发生故态障,设有自动防喘振系统。

(二液氨升压液氨来自合成氨厂,经液氨升压泵加压到2。

尿素生产工艺 图文详解

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。

尿素的生产工艺流程

尿素的生产工艺流程

尿素的生产工艺流程
尿素是一种常用的无机化合物,广泛应用于化肥、化工、医药等领域。

其生产工艺流程通常包括以下几步:
1. 合成气制备:通过天然气、石油或煤炭等燃料的气化反应,产生合成气(一氧化碳和氢气的混合物)。

2. 氨制备:将合成气经过催化转化反应,生成氨气。

常用的氨合成催化剂是铁、镍、铑的合金。

3. 尿素合成:将氨气与二氧化碳反应生成尿素。

尿素合成反应通常采用一种称为“尿素合成反应”的过程,该过程包括高温高压、催化和再循环等步骤。

4. 氨回收:由于尿素合成反应中的氨气未完全转化为尿素,剩余的氨气需要从尿素产物中回收利用。

常用的回收方法是采用蒸汽脱氨或萃取等工艺。

5. 精制和成品制备:通过混合、结晶、干燥等工艺对尿素进行精制和成品制备。

最终得到的尿素产品可以根据需要进行粒度调整、添加剂等工艺。

需要注意的是,尿素的生产工艺流程可能会根据不同的生产厂家和技术路线有所差异,上述流程仅为一般性描述。

另外,为了提高生产效率和产品质量,尿素生产工艺流程中常常采用先进的自动化控制系统和能源回收装置。

尿素生产工艺流程

尿素生产工艺流程

尿素生产工艺流程
尿素是一种重要的有机化肥,可以提供作物所需的氮元素。

下面介绍一种常见的尿素生产工艺流程。

首先,尿素生产的原料主要是天然气和空气。

通过化工厂对天然气进行处理,将其中的杂质去除,得到纯净的甲烷气体。

然后,将甲烷与空气进行混合,进入蒸汽重整反应器。

在高温高压的条件下,甲烷气体与氧气反应生成合成气。

合成气中主要含有一氧化碳和氢气。

接下来,将合成气经过变换反应器,加入催化剂,进行水气变换反应。

在适当的温度和压力下,一氧化碳与水蒸汽反应生成氢气和二氧化碳。

然后,将得到的氢气与一部分二氧化碳进行压缩,进入合成装置。

在高温高压的条件下,氢气与二氧化碳进行催化反应,生成尿素和甲醛。

尿素分子中的两个氨基与甲醛中的羰基发生缩合反应,形成尿素分子。

这个反应需要使用催化剂,例如铁催化剂,来加速反应速度。

最后,通过降温和脱水处理,将反应产生的尿素和甲醛分离。

尿素经过冷凝器后成为液态尿素,可以通过过滤和结晶的方法进一步提纯。

甲醛则经过蒸馏处理后再次进入合成装置,参与下一轮尿素的合成反应。

尿素生产工艺流程中还有一些其他的环节,例如回收和再利用废气、废水等。

通过科学的工艺设计和设备运行管理,可以实
现对环境的保护和资源的循环利用。

总的来说,尿素的生产工艺流程包括甲烷气体的处理、合成气的产生、水气变换反应、尿素的合成反应、尿素和甲醛的分离等步骤。

这个工艺流程是高温高压条件下的复杂化学反应过程,需要依靠先进的设备和催化剂来保证反应效率和产品质量。

  1. 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. 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. 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)。

尿素生产工艺摘要:讨论了尿素的性质、尿素的生产方法、工艺、尿液的加工方法、尿素的贮存方法、尿液的设备合成塔和合成塔的操作控制分析以及尿素在各个领域的应用.本文着重介绍了用水溶液全循环法生产尿素,以及它的发展前景.关键词:尿素尿素生产工艺前言目前,中国是世界上最大的化肥生产和消费大国,合成氨年生产能力已达4222万吨。

但合成氨一直是化工产业的耗能大户。

6月7日~8日,全国合成氨节能改造项目技术交流会在北京召开,明确了“十一五”期间合成氨节能工程在降耗、环保等方面要达到的具体目标。

据了解,十多年来,我国合成氨装置先后经过油改煤、煤改油、油改气和无烟煤改粉煤等多次反复的原料路线改造和节能改造,先后在烃类蒸汽转化工段、变换工段、脱碳工段、控制系统等进行了数十项大型改造。

其中造气炉、炉况监测与系统优化、脱硫系统等技改始终是重点。

但是,由于装置原料路线、资源供应、运输、资金与技术成熟度等诸多方面原因,合成氨节能技术改造的效果始终未能达到预期目标。

到2004年底,合成氨单位能耗平均为1700千克标煤/吨,吨氨平均水平与国际先进水平相差600~700千克标煤。

据了解,合成氨节能改造项目的具体实施由中国化工节能技术协会负责。

1. 概述1.1 尿素性质尿素: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。

常温时,尿素在水中缓慢地进行水解,最初转化为氨基甲酸铵,然后形成碳酸铵,最后分解为厂氨和二氧化碳。

随着温度的升高,水解加快,水解程度也增大,在145℃以上尿素的水解速度剧增。

这一点对尿素的生产有实际的影响,故在循环和蒸发工序应于注意。

但在60℃以下,尿素在酸性、碱性或中性溶液中不会发生水解作用。

尿素在高温下进行缩合反应,生成缩二脲缩三脲和三聚氰酸。

缩二脲会烧伤作物的叶和嫩枝,故应控制产品中缩二脲的含量。

往尿液中加入销铵,对尿素能起到稳定作用。

1.2 尿素目前市场分析今年上半年,尿素市场仍然呈现比较明显的强势特征,产量增加,需求旺盛,市场交投活跃,价格在相对高位运行,基本上是近几年来上半年尿素市场良好走势的一种延续。

具体说来,今年上半年尿素市场主要呈现以下几方面的特点:一是价格先低后高,平均价位居于相对高位。

今年1月份的时候,尿素价格还处于比较低的位置,但在春节过后,尿素价格出现了明显的上涨走势,普遍上涨了150~200元(吨价,下同),高的超过了250元。

3、4月份的时候尿素价格高位盘整,变化不大,5月份后出现了第二波大幅上涨行情,到6月上中旬时,尿素出厂价普遍达到了1820~1900元的高位。

二是尿素产量增加速度较快。

今年上半年我国的尿素产量增加速度较快。

据统计,5月份全国共生产尿素183万吨(折纯,下同),比去年同期的166万吨相比增长了10.1%,1~5月全国共生产尿素877.4万吨,比去年同期的790.4万吨增长了11%。

三是需求量稳步增加。

需求出现了两个新的增长点,替代碳铵和生产高氮复合肥。

四是出口量明显下降。

由于国家严厉的限制政策(特别是上半年),导致上半年我国的尿素出口量明显下降。

据海关统计,5月份我国共出口尿素5.7万吨,比去年同期的26.9万吨下降了78.8%;1~5月我国共出口尿素52.7万吨,比去年同期的85.1万吨下降了37.96%。

五是政策因素对今年尿素市场的影响总体而言不是太大。

上半年的尿素市场总体来说走势相当不错,但下半年的尿素市场则远没有上半年乐观,下半年尿素市场面临的压力比较大,特别是产销矛盾将较为突出,具体来说,主要是以下四大压力。

一是产量增加的压力。

上半年我国尿素产量以10%以上的速度增长,下半年的尿素产量也同样会比较快,主要原因是一些新的尿素装置将建成投产,另外老装置的开工率也将比较高。

按照目前的尿素价格,绝大多数尿素企业都是盈利的,并且不少企业的盈利幅度还相当可观,除非尿素价格再下降200~300元,有些企业才可能因为亏损而减少负荷,从而降低增长速度,否则下半年尿素产量仍将保持比较快的增长速度。

二是需求减少的压力。

我国90%以上的尿素都是用于农业,同时我国70%的农业尿素用量都集中在1~7月份。

相比上半年而言,下半年的旺季时间明显减少。

进入8月份后,全国尿素市场就开始逐渐进入用肥淡季,只有局部地区还有些用肥小旺季及一些工业尿素用量。

总体而言,下半年的尿素需求量明显比上半年要小。

三是出口减少的压力。

下半年国内尿素市场明显产大于销,许多人对尿素出口寄予了希望,但这只不过是一厢情愿。

因为下半年的前几个月尿素出口还是按30%征收关税,即使到了10、11、12月份,尿素出口关税税率下调到15%,实际每吨尿素出口关税仍在200元以上。

届时尿素出口量是否会大幅度增加,还取决于国际尿素市场的价格到底怎么样、与国内尿素价格的价差到底有多大、出口是否合算等。

而从目前国际尿素价格的走势看,出口形势不容乐观。

自4月底后,国际尿素价格一直呈下跌之势,目前波罗的海、美国海湾等部分地区的尿素价格已跌破了200美元大关,这对尿素出口明显不利。

四是冬储的压力。

今年下半年对尿素市场影响比较大的另一个因素是冬储。

生产厂家的冬储心态怎样、经销商的冬储心态怎样以及政府部门对尿素冬储的扶持力度到底有多大,都将对今冬明春的尿素冬储产生比较大的影响,进而对今年下半年特别是临近年底的后几个月的尿素市场产生明显的影响。

从今年下半年尿素市场的具体走势看,7月份及8月中上旬仍会保持比较高的价位,因为这个时候还处在用肥旺季,8月下旬后,随着用肥量的减少,尿素价格会有一个明显的下跌过程,至于尿素价格究竟会下跌到什么位置及何时止跌则主要取决于届时尿素出口状况、冬储情况及尿素生产厂家的产量情况等三个因素。

1.3 尿素的生产方法尿素最先由鲁爱尔于1773年在蒸发人尿时发现的。

1828年佛勒在实验室首先用氨和氰酸合成了尿素:HCON +NH3 =CO(NH2)2此后,出现了以氨基甲酸铵、碳酸铵及氰氨基钙等作为原料的50余种合成尿素的方法.但是因原料难得或因有毒性或因反应条件难以控制或因经济上不合理,在工业上均未得到实现.1868年巴扎罗夫提出高压下加热氨基甲酸铵脱水生成尿素的方法.1922年首先在德国发本公司奥包工厂实现了以NH3和CO2直接合成尿素的工业化生产,从而奠定了现代工业生产尿素的基础.合成氨生产为NH3和CO2直接合成尿素提供了原料.由NH3和CO2合成尿素反应为: 2NH3+CO2=CO(NH2)2+H2O该反应是放热的可逆反应,其产率受到化学平衡的限制,只能部分的转化为尿素,一般转化率为50~70%.因而,按转化物的循环利用程度,尿素的生产方法可分为不循环法、半循环法和全循环法三种.20世纪60年代以来,全循环法在工业上得到普遍的使用.全循环法是将未转化成尿素氨和二氧化碳经多段蒸馏和分离后,全部返回合成系统循环利用,原料氨利用率达到97%以上.全循环法尿素主要包括四个基本过程:(1)氨和二氧化碳的供应及净化;(2)氨和二氧化碳合成尿素;(3)未反应物的分离与回收;(4)尿素溶液的加工.全循环法依照分离回收方法的不同又可分为热气循环法、气体分离循环法、浆液循环法、水溶液循环法、气提法和等压循环法.其中水溶液循环法和气提法发展最快.水溶液循环法是将未反应的氨和二氧化碳用水吸收生成甲铵或碳酸铵水溶液在循环返回合成系统.根据添加水量的不同水溶液全循环法分为两类.一类是添加水量较多,即H2O/CO2摩尔比近于1者,称为碳酸铵盐水溶液全循环法;另一类是添加水量较少的基本上以甲铵溶液返回系统的,称为甲铵溶液全循环法.后者是前者的改进.水溶液全循环法在尿素生产中一直占有重要的位置,且在不断的改进和发展中.主要有我国的碳酸铵盐水溶液全循环法荷兰的斯塔弭谤水溶液全循环法日本的三井东亚水溶液全循环法等.气提法是利用某一介质在与合成等压的条件下分解甲铵并将分解物返回系统使用的一种方法.按气提介质的不同又可分为二氧化碳气提法、氨气提法、变换气提法气提法是全循环法的发展,具有热量回收完全,低压氨和二氧化碳处理量较少的优点.此外,在简化流程、热能回收、延长运转周期和减少生产费用等方面也都优于水溶液全循环法,是尿素发展的一种方向.具有代表的气提法的流程是荷兰的斯塔米卡帮二氧化碳的气提流程 .1.4 尿素生产的原料对原料的要求,其质量分数为:氨>99.5%,水<0.5%,油<10mg/kg.对原料二氧化碳的要求为:CO2含量>98.5%,H2S含量<15mg/m31.5 尿素的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。

1.5.1 用作肥料尿素是目前使用的固体氮肥含氮量最高的化肥,其含氮量为硝酸铵的 1.3倍,氯化铵的1.8倍,硫酸铵的2.2倍,碳酸氢铵的2.6倍。

尿素属中性速效肥料,长期使用不会使土壤发生板结。

其分解释放的CO2也可以被农作物吸收,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。

利用尿素可制得掺混肥料及复混肥料。

1.5.2 用作工业原料在有机合成工业中,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。

1.5.3 用作饲料尿素可用作牛、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。

2尿素的合成2.1 尿素合成的基本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.2.2 尿素合成的工艺条件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.2.2.1 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.2.2.2 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.2.2.3 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.(2)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.2.3 尿素的生产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。

相关文档
最新文档