尿素合成中缩二脲含量的测量及控制
尿素缩二脲分光光度法
FNCPFL0003 尿素缩二脲含量的测定分光光度法F_NCP_FL_ 0003尿素－缩二脲含量的测定－分光光度法1 范围本方法适用于由氨和二氧化碳合成制得的工、农业用尿素中缩二脲含量的测定。
2 原理缩二脲在硫酸铜、酒石酸钾钠的碱性溶液中生成紫红色配合物，在波长为550nm处测定其吸光度。
3 试剂3.1 硫酸铜溶液（CuSO4 · 5H2O），15g/ L3.2 酒石酸钾钠碱性溶液(NaKC4H4O6 · 4H2O)，50g/L称取50g酒石酸钾钠(NaKC4H4O6·4H2O)溶解于水中，加入40g氢氧化钠，稀释至1L。
3.3 缩二脲标准溶液，2g/ L用氨水溶液(1+9)洗涤缩二脲(NH2CONHCONH2)，然后用水洗涤，直至除去氨水，再用丙酮洗涤除去水，最后在105℃左右干燥。
称取2.00g缩二脲[(CONH2)2NH]，溶于约450 mL水中，用硫酸溶液(3+1000)或氢氧化钠溶液(4 g/L)调节溶液的pH为7，移入1000mL容量瓶中，稀释至刻度，混匀。
4 仪器设备一般实验室仪器和4.1 水浴，30℃±5℃；4.2 分光光度计，带有3cm的吸收池。
5 分析步骤5.1 标准曲线的绘制5.1.1 标准比色溶液的制备按表1所示，将缩二脲标准溶液依次分别注入八个100 mL容量瓶中。
表1 缩二脲标准溶液加入量缩二脲标准溶液体积，mL 缩二脲的对应量，mg0 02.50 5.005.00 10.010.0 20.015.0 30.020.0 40.025.0 50.030.0 60.0每个容量瓶用水稀释至约50mL，然后依次加入20.0mL酒石酸钾钠碱性溶液和20.0mL硫酸铜溶液，摇匀，稀释至刻度，把容量瓶浸入30℃±5℃的水浴中约20min，不时摇动。
5.1.2 吸光度测定将30min内，以缩二脲为零的溶液作为参比溶液，在波长550nm处，用分光光度计分别测定标准比色溶液的吸光度。
氨汽提尿素工艺中控制缩二脲含量的措施
缩二 脲生 成 反应 式 是 一 个 可逆 的吸 热 反 应 ，
从可 逆反 应平 衡 理 论 可知 ： 缩二 脲 的生 成 速 度 随 着尿 液 浓度 的增 加 而 增加 ； 缩 二脲 的生 成 率 随着
氨分 压 的增 大而 逐 渐 减少 ； 提 高 温度 有 利 用 生 成
缩 二脲 ； 在其 他条 件不 变 的情况 下 ， 反 应 时间延 长
ｔ ａ ｋ ｅ ｎ ｔ Ｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｂ ｉ ｕ ｒ ｅ ｔ ；ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ；ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ
１ 概 述
中海石油 天 野化工 有 限责任 公 司尿素 装置采
用斯那姆 氨汽提工 艺。该装置 于 １ ９ ９ ６ 年 １ ２ 月 １ ７日投 产 ， 自投 产 以来 ， 尿 素 装 置运 行 稳 定 ， 但 近 几年 来 ， 冬季 受天 然气 供量 的影 响 ， 尿 素装 置负荷
一
般 控 制在 １ １ ０ ０ ０ ￣１ ２ ０ ０ ０ ｎ ｍ３ ／ ｈ ， 气 温特 别低 的
有 利于 缩二 脲 的生成 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５ 一Ｏ ２ —１ ２
作者简介 ： 黄庆祥（ １ ９ ７ ３ 一） ， 男， 内蒙古人 ， 工程师， 在 中海石油天野化工有限责任公司化肥一部从事工艺技术管理工作 。
第２ 期
员 操作 技 能低 的 影 响 。
黄庆祥 ， 等： 氨汽提尿素工艺中控制缩二脲含量的措施
Ｈｕ ａ ｎ ｇ Ｑ ｉ ｎ ｇ ｘ ｉ ａ ｎ ｇ ，Ｃ ｈ ｅ ｎ Ｌｉ ｑ ｉ ａ ｎ ｇ ，Ｌ “
尿素产品中缩二脲的控制及技术改造
尿素产品中缩二脲的控制及技术改造发表时间：2019-01-03T10:50:33.750Z 来源：《基层建设》2018年第34期作者：冷兴丽[导读] 摘要：通过系统各工段的分析和优化控制以及实施多项技术改造，使尿素产品中缩二脲含量大幅降低，最终达到国标优等品的标准。
大唐呼伦贝尔化肥有限公司内蒙古呼伦贝尔 021008摘要：通过系统各工段的分析和优化控制以及实施多项技术改造，使尿素产品中缩二脲含量大幅降低，最终达到国标优等品的标准。
关键词：优化；控制；改造；缩二脲；一、各工段缩二脲含量及系统的优化调整措施1.1 各工段缩二脲含量为了分析缩二脲含量与设计值偏差较大的原因，从各工段的分析数据入手，逐个进行查找分析。
各工段缩二脲含量与设计值对比见表1。
表1中数据说明，物料在出合成塔后各工段的缩二脲含量与设计值都有偏差，特别是尿液储槽至终端产品，缩二脲含量比设计值高出不少。
因此，要解决缩二脲高的问题必须从最前段工艺操作条件调整着手，逐段减少缩二脲的生成，最终达到解决产品中缩二脲高的问题。
1.2 装置优化调整措施1）高压系统的优化调整。
高压系统氨碳比在试车期间控制在3.12~3.15，为了提高物料中游离氨的含量，来降低缩二脲的生成，将高压系统出塔氨碳比调整到3.15~3.2。
通过调整，合成塔出液缩二脲含量平均降低0.02%。
高压系统出塔氨碳比调整前后缩二脲含量对比见图1。
表1 系统各工段缩二脲含量设计值与实际值对比图1 高压氨碳比调整前后缩二脲对比同时为降低汽提塔出液缩二脲含量，在低压系统调整余地足够的情况下，控制汽提塔出液温度由174℃降至172℃以内。
调整后汽提塔出液缩二脲含量平均降低0.03%。
汽提塔温度调整前后缩二脲含量变化见图2图2 氨碳比提高后汽提塔温度调整前后缩二脲对比2）低压系统的优化调整。
对低压精馏加热器出液物料温度加强了控制，保证低压精馏加热器出液温度控制在133℃以内；同时低压精馏加热器出液液位控制在30%为宜。
氨气提尿素工艺中缩二脲的控制
中国新技术新产品工业技术中国新技术新产品2009NO .22China New Technologies and Products氨气提尿素工艺中缩二脲的控制王宏飞李太祥（永煤集团化工管理部，河南永城476600）河南永骏化工430t ／d 尿素生产装置由意大利斯那姆公司成套引进，采用氨气提法工艺。
该装置技术可靠，自动化程度高，操作弹性大，运行平稳。
正常运行时基本能达到尿素产品中缩二脲控制要求，但在低负荷生产过程中，产品中缩二脲控制具有较大难度。
现重点论述尿素低负荷生产时控制缩二脲生成的方法及措施。
1缩二脲生成的影响因素缩二脲的生成反应是一个可逆的吸热反应，每生成1个分子的缩二脲即伴随1个分子的氨释放。
由可逆反应平衡理论可知：①缩二脲的生成速度随着尿液浓度的增高而增多，尿液浓度越高，越易生成缩二脲；②缩二脲的生成率随着氨分压的增大而逐渐减小；③提高反应温度有利于反应生成缩二脲；④在其他条件不变的情况下，反应时间延长有利于缩二脲的生成。
2各工序缩二脲生成量分析永骏化工尿素装置生产流程主要分为尿素高压合成、高压分解回收、中压分解回收、低压分解回收、蒸发浓缩、造粒等。
各工序控制指标见表1。
满负荷状态下各工序缩二脲生成量见表2。
表1各工序控制指标从表2可知，尿素产品中缩二脲生产主要集中在高压合成工序和蒸发造粒工序，生成量约占产品的35％和46％，高压、中低压分解工序缩二脲生成量分别约占产品的10％和9％。
（1）缩二脲的形成主要受氨浓度、温度和停留时间的影响。
由于高压合成工序物料中游离氨较多，合成反应温度高（188℃），物料停留时间长（约40min ，生产负荷低时停留时间更长）导致缩二脲生成接近平衡状态，因此缩二脲生成量较多。
（2）蒸发造粒工序是缩二脲生成最多的场所。
由于尿液浓度逐渐增加（从高压合成到蒸发造粒，尿液浓度可依次递增为：33.81％-45.37％-63.39％-70.74％-84.99％-94.97％-99.75％），游离氨含量很低，极有利于缩二脲的生成。
尿素中缩二脲的含量报告
尿素中缩二脲的含量报告尿素中缩二脲测定影响因素的探讨尿素中缩二脲测定影响因素的探讨【摘要】分光光度法测定尿素中缩二脲含量的影响因素较多，主要有反应试剂、显色条件、仪器条件等因素。
众多因素被人们普遍重视的同时，仪器的稳定性和标准工作曲线的合理性已成为影响测定缩二脲含量准确度和重复性的重大因素。
本文通过改变比色皿的宽度进行试验，从而提高仪器的稳定性，使分析相对误差减小，分析结果的重复性得到显著提高。
【关键词】尿素分光光度法缩二脲标准工作曲线1 前言随着科技和农业的发展，尿素已成为人类挑战农业极限、提高粮食产量、发展农业产品的法宝，尿素生产已成为世界各国特别是我国有关国际民生的重要产业。
尿素中缩二脲是在尿素合成工艺中，尿素缩合的大分子有机物，有时还产生一定量的三脲、四脲等大分子缩合物，由于大分子缩合脲不易分解，难以被植物吸收，被视为有害成分和不合格项被所有尿素生产商及质量部门严格控制。
目前，严格控制尿素缩二脲含量，其测定方法是铜复盐分光光度法，它是一种成熟的、标准的缩二脲测定方法。
我室测定尿素中缩二脲也采用了该方法，其测定原理是缩二脲在硫酸铜、酒石酸钾钠的碱性溶液中生成紫红色络合物，在波长为550 nm处采用TU-1901分光光度计测定其吸光度，根据其浓度和吸光度绘制标准工作曲线，通过测定样品吸光度来确定样品中缩二脲的含量，此方法仪器简便、快速、灵敏、准确度高，被人们广泛应用在尿素的质量检验中。
然而，由于仪器不能绝对的稳定及标准工作曲线的阶段性绘制和曲线合理区间选择的不当，造成分析结果的准确性降低和再现性变差。
常造成尿素等级判定失误，严重影响尿素质量的好坏。
特别是在石化厂尿素生产中，这一问题引起我室技术人员的高度重视，通过在平常分析工作中，操作者发现取样的准确性、反应试剂、显色剂的加入量、显色时间等因素对分析准确性有一定的影响，技术人员又通过对理论及标准工作曲线分析，论证仪器稳定性与曲线绘制的合理性等因素是对缩二脲分析测定结果产生偏差的主要因素，通过将1cm的比色皿改用3cm比色皿调整其吸收曲线至合理区间，成功的使此分析的分析相对误差减小，分析结果的重复性得到显著提高。
分光光度法测定尿基复合肥中缩二脲的含量
分光光度法测定尿基复合肥中缩二脲的含量概述在复合肥料行业中，许多厂家为了适应市场的要求，生产工艺由原来的团粒法、转鼓造粒法改为更为先进的喷浆造粒和高塔造粒法。
准确测定尿基复合肥料中缩二脲的含量在复合肥料的生产、销售和使用中显得非常重要，缩二脲含量越高，对作物的负面影响越大。
复合肥料中缩二脲之所以难以测定，主要是因为复合肥料成分复杂，干扰物质太多，选择适当的方法将干扰物质除去，即可进行测定。
一、实验部分1. 仪器与试剂722分光光度计、恒温水浴振荡器、离子交换柱、强酸性离子交换树脂、甲醇(分析纯)、酒石酸钾钠碱性溶液50g/L 、硫酸铜溶液15g/ L 、缩二脲标准溶液(2.00 mg/mL )二、测定步骤1. 原理在碱性溶液中，在没有氨和其它不溶物的干扰下，缩二脲能与酒石酸铜复盐生成红紫色的缩二脲铜络合物，用分光光度计在波长550nm处测定酒石酸铜复盐和缩二脲铜络合物两种混合液的吸光度，从而计算出复合肥料中缩二脲的含量。
通过试验确定影响复混肥料中缩二脲含量检验的干扰物质有：钙镁离子、磷酸根、氨。
将复合肥料溶解于蒸馏水，通过震荡使缩二脲完全溶于水中，使用氯化镁做沉淀剂，在有氨水存在的情况下沉淀磷酸盐，过滤除去溶液中的不溶物和磷酸盐沉淀，再选择合适的条件，使溶液通过阳离子交换树脂，以除去钙镁离子的干扰，将滤液调至碱性，加甲醇蒸馏以除去氨的干扰，蒸发后的溶液调至中性后采用铜复盐分光光度法进行比色测定。
2. 标准曲线的制作分别吸取2mg/mL的缩二脲标准溶液0、10.0mL、15.0mL、20.0mL、25.0mL、30.0mL于6个100mL容量瓶中，用水稀释至约50ml, 然后依次加入20.0mL酒石酸钾钠碱性溶液和20.0mL硫酸铜溶液，稀释至刻度，混匀，放置20mi n。
以缩二脲为零的溶液作为参比溶液，在波长550nm处用分光光度计1cm比色皿测定标准比色溶液的吸光度，结果见下表一。
以缩二脲标准溶液的量为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。
氨内参比法测定尿素熔融液中缩二脲含量_许英
尿液中缩二脲时的标准偏差（s）和相对标准 偏差（即变异系数 Cv），并以此来衡量该法精密度 的高低。其结果见表 2。
由表 2 可知，3 种不同尿素熔融液 Bi 含量测得 值的变异系数（Cv）均小于 2％ ，故本法的精密度 很高，保证了可望获得高准确度的分析结果。
5 氨内参比的准确度 该法准确度的大小可用样液加标回收率来验
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【上接第 31 页】 超过 30s ，从轴承损坏的程度看，断流时间远远超 过了这一规定。
针对以上原因，决定对过滤器重新选型。经过 对比分析，定为水平安装高低型篮式过滤器，过滤 面积是原来的 20 倍以上，可容杂质的体积是原来 的 70 倍之多。在改造过滤器的过程中还发现在图 1 中，AB 段还沉积有厚厚的一层黑色泥状杂质（铁锈、 焊渣等），这是一段非常隐蔽的积垢地方，随后对
（2）最好在入泵口管线均设定最小流量保护， 当入口管路的流量小于一定值时，可设置联锁保护
泵体，这样可以保证泵体内部循环管不会发生无介 质现象，也就不会造成密封系统无润滑损伤轴承。
（3）对于逆循环型（R 型）泵体，建议在回流 管线增加视镜装置，以利于及时发现轴承磨损情 况。虽然有轴承监视器可以检测出轴承的磨损情 况，但在回流管线中如有颜色变化，更能直观地让 巡检人员及时发现问题，掌握轴承磨损情况。另外 也可以通过设计取样口，对于介质中含杂质程度给 于一定的监测，以利于设备的维护。
628 工段所有类似这样的部位都进行了清理。改造 后，泵的运行情况良好。清滤网的频率大大减少， 由原来的 25min 延长到 3 ～ 5d ，甚至更长，不 用担心滤网会被堵实，滤芯即便有一点破损，杂质 也不会进到泵体内。
尿素低负荷运行时控制缩二脲含量的措施
间ꎬ同时适当提高氨碳比ꎬ从而提高氨分压是在尿
分数维持在 ０. ８３％ 左右ꎬ调整后提高了尿素的优
素合成塔中抑制缩二脲生成的主要措施ꎮ
等品率ꎮ
３. ２ 蒸发
２０１７ 年 １２ 月心连心化肥尿素系统按 ５０％ 负
蒸发系统是最有利于缩二脲生成的环境ꎬ尤
荷运行ꎬ对工艺进行调整后成品尿素的缩二脲质
其是在低负荷生产时ꎬ延长了蒸发系统的尿液在
１ 影响缩二脲质量分数的因素
缩二脲是由两个尿素分子在高温低氨分压下 缩合脱氨生成的ꎬ化学反应式为:２ ( ＮＨ２ )２ ＣＯ ＝ ＮＨ２ ＣＯＮＨＣＯＮＨ２ ＋ ＮＨ３ － Ｑꎮ
尿素生产中影响缩二脲生成的因素[２] 主要 有:(１) 温度ꎮ 尿素缩合生成缩二脲的反应是可 逆的吸热反应ꎬ温度越高ꎬ反应速率越快ꎬ反应平 衡向缩二脲的方向进行ꎬ越有利于缩二脲的生成ꎮ (２) 氨分压ꎮ 尿素缩合生成缩二脲的同时并放出 氨ꎬ氨分压的增加会抑制缩二脲的生成ꎮ (３) 尿 液质量分数ꎮ 尿液质量分数越高ꎬ越有利于缩二 脲的生成ꎮ (４) 停留时间ꎮ 尿液在设备及管道中 的停留时间对尿素中缩二脲质量分数的影响很 大ꎬ质量分数越高的尿液在系统中停留时间越长ꎬ 越有利于缩二脲的生成ꎮ
氮肥与合成气 第 ４７ 卷 第 ２ 期 ２０１９ 年 ２ 月
３１
尿素低负荷运行时控制缩二脲含量的措施
张文千ꎬ 张遵杰ꎬ 张宝珠ꎬ 李旭东ꎬ 马明新 ( 河南心连心化肥有限公司ꎬ 河南新乡 ４５３７３１)
摘 要: 通过分析影响成品尿素缩二脲质量分数的因素ꎬ以及尿素从合成到造粒过程中各工序产生缩二脲
的质量分数ꎬ依据实际运行情况ꎬ从工艺上介绍尿素系统在低负荷运行时控制成品尿素缩二脲的措施ꎮ
关键词: 尿素ꎻ 低负荷ꎻ 缩二脲 中图分类号:ＴＱ４４１. ４１ 文献标识码:Ｂ 文章编号:２０９６￣３５４８(２０１９)０２￣００３１￣０２
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第一章尿素1.1 尿素简介尿素是人工合成的第一个有机物，是一种高浓度氮肥，属中性速效肥料，也可用了生产多种复合肥料。
在土壤中不残留任何有害物质，长期施用没有不良影响。
畜牧业可用作反刍动物的饲料。
但在造粒中温度过高会产生少量缩二脲，又称双缩脲，对作物有抑制作用。
我国规定肥料用尿素缩二脲含量应小于0.5％。
缩二脲含量超过1％时，不能做种肥，苗肥和叶面肥，其他施用期的尿素含量也不宜过多或过于集中。
尿素广泛存在于自然界中，如新鲜人粪中含尿素0.4％。
尿素产量约占我国目前氮肥总产量的40％，是仅次于碳铵的主要氮肥品种之一。
尿素作为氮肥始于20世纪初。
20世纪50年代以后，由于尿素含氮量高(45％～46％)，用途广泛和工业流程的不断改进，世界各国发展很快。
我国从20世纪60年代开始建立中型尿素厂。
1986～1992年，我国尿素产量均在900万吨以上。
目前占氮肥总产量的40％。
尿素分子式是CO(NH2)2，因为在人尿中含有这种物质，所以取名尿素[1]。
尿素含氮(N)46％，是固体氮肥中含氮量最高的。
工业上用液氨和二氧化碳为原料，在高温高压条件下直接合成尿素，化学反应如下：2NH3+CO2→NH2COONH4→CO(NH2)2+N2O尿素易溶于水，在20℃时100毫升水中可溶解105克，水溶液呈中性反应。
尿素产品有两种。
结晶尿素呈白色针状或棱柱状晶形，吸湿性强。
粒状尿素为粒径1～2毫米的半透明粒子，外观光洁，吸湿性有明显改善。
20℃时临界吸湿点为相对湿度80％，但30℃时，临界吸湿点降至72.5％，故尿素要避免在盛夏潮湿气候下敞开存放。
目前在尿素生产中加入石蜡等疏水物质，其吸湿性大大下降。
尿素是生理中性肥料，在土壤中不残留任何有害物质，长期施用没有不良影响。
但在造粒中温度过高会产生少量缩二脲，又称双缩脲，对作物有抑制作用。
我国规定肥料用尿素缩二脲含量应小于0.5％。
缩二脲含量超过1％时，不能做种肥，苗肥和叶面肥，其他施用期的尿素含量也不宜过多或过于集中。
1.2 尿素的发展尿素最先发现于1773年，1828年科学家佛勒在实验室用氰酸与氨进行反应，第一次得到尿素。
到目前为止，尿素的生产方法很多，但其主要区别在于转化的分离与回收方法不同。
20世纪30年代中期，有了连续不循环法，即原料氨和二氧化碳经尿素合成反应后，未生成尿素的氨和二氧化碳与尿素分离后不返回合成塔，而送去加工其他产品。
如第一座以氨和二氧化碳为原料生产尿素的工业装置是德国法本(I.G.Farben)公司于1922年建成投产的，采用热混合气压缩循环。
1932年美国杜邦公司(Du Pont)用直接合成法制取尿素氨水，并在1935年开始生产固体尿素，未转化的以氨基甲酸氨水溶液形式返回合成塔，另一部分不返回合成塔，或只回收氨和二氧化碳其中的一种，其氨和二氧化碳利用率比不循环法高[2]。
20世纪60年代初期又在半循环法的基础上发展了全循环法，使生成尿素的氨和二氧化碳全部返回合成塔循环使用。
中国的尿素工业发展始于1985年，首先由南京建成日产10吨尿素的半循环生产装置，其后又在上海吴泾化工厂建成产15000吨的半循环法装置。
1975年中国第一套二氧化碳气提法装置在上海吴泾化工厂建成投产。
20世纪70年代以来，中国兴建了数十套年产30000吨合成氨，(52——60)×10000吨尿素联合生产装置的大型化肥生产厂。
20世纪70年代初期开始的气提法生产尿素已成为当今世界尿素生产的主要方法。
第二章氨汽提工艺氨汽提尿素生产工艺是世界上尿素生产应用较多的工艺路线之一，是中型以上尿素企业普遍采用的先进技术，也是XX化学工业集团使用的技术，其工艺设计先进合理，能耗低，设计氨耗570千克，汽耗800千克，电耗130千瓦每小时。
各项指标均明显优于溶液全循环尿素生产工艺。
高压氨泵和高压甲胺泵均采用多级离心泵，运行平稳，检修方便，设有油污染系统。
设备采用平面布置，节省框架材料，安全便于施工安装，维修和操作。
2.1 氨汽提工艺特点(1)主控室采用D.C.S集散型控制系统，自动化程度高，省去了常规仪表操作盘，代之以彩色电视屏幕(C.R.T)，易操作控制，安全耐用，画面显示形象，直观，阀门开度可以进行0.1%的微小幅度调节，方便查找开停车及正常运行中现在的和历史的数据及操作变化情况。
(2)透平---压缩机采用西德西门子公司制造的―505调速器‖电脑控制，自动化程度高，操作简单安全，运行平稳可靠控制准确。
(3)高压合成设计较高的NH3/CO2比，腐蚀行小，CO2转化率高。
氨过量，CO2残留少，结晶温度低。
在开停车和正常生产中堵塞管线和设备的可能性小。
(4)汽提塔使用钛称里，使设备耐高温，耐腐蚀，在合理设计汽提塔的情况下，使生产操作弹性更大，可以在40%--100%负荷下运行。
停车封塔0—48小时，也不致造成加剧设备的腐蚀。
大大提高了设备开工率。
(5)高压氨泵和高压甲胺泵均采用多级离心泵，运行平稳，检修方便，设有油污染系统。
(6)设备采用平面布置，节省框架材料，安全便于施工安装，维修和操作。
(7)卧式高压甲胺冷凝器的采用，不需要使用气泡，设备开孔少，操作稳定简单。
在冷凝液侧，由于液体的沸腾，不断更换管板和列管之间的冷凝掖，使此处间隙不富集离子。
(8)由于高氨碳比和汽提塔使用钛材，设备结构合理，使进入合成塔的空气加入量大大减少，相应减少了压缩机的蒸汽消耗量。
这样有用成分比例加大，提高了生成尿素的转化率[3]，同时，尿素氨耗用量大大降低。
(9)蒸发系统设计合理。
一段蒸发高于二段蒸发，能进行自然循环；一段和二段蒸发分离器顶部设计有冲洗喷头；一段和二段分别设有吸收空气调节阀。
稳定，有利于皮带的准确称量。
(10)采用―TUTTLE‖型造粒喷头，消除了尿液粘塔的不正常现象。
(11)刮料机采用斜臂式，靠尿素自身重量连续的汇集下滑汽提塔中心出料口，是出料相对稳定，有利于皮带的准确称量，同时也大大减少了电能消耗。
由于采用斜臂式，是积存时间较长，平时不需要清理。
(12)造粒塔为―B‖型，空气由汽提塔顶部中心部分出去，自然通风冷却，合理通风，冷却效果好，使塔顶粉尘排放量少，减少了对大气的污染。
(13)废气放空和废水处理。
废气放空到60米以上的高空，而且气体中有污染气体含量少，大部分为惰性气体。
废水处理彻底，使工艺冷凝液达到锅炉给水指标，几乎没有环境污染。
(14)热量合理回收利用，利用工艺废热有五处之多。
2.2 氨汽提过程的热力学理论2.2.1 系统热力学过程分析NH3-CO2–H2O-Urea体系(简称ACWU体系)的热力学气液平衡研究是汽提过程模拟的理论基础，其准确性将直接影响模拟计算的结果。
当ACWU体系达到热力学气液平衡时，存在气液两相间的相平衡和液相各物种间的化学平衡，其平衡关系如下：气液相间分子态物质的相平衡：NH3 ( g) = NH3 (l) (1)CO2 ( g) = CO2 (l) (2)H2O ( g) = H2O (l) (3)液相中电离平衡及化学反应平衡：CO2 + 2NH3= NH4+ + COONH2-(4)NH3 + CO2 + H2O = NH4+ + COONH2-(5)NH3 + CO2 = NH2COOH (6)NH4+ + COONH2- = NH2CONH2 + H2O (7)HCO3+ + 2NH3 = NH4+ + CO3-(8)H2O = H+ +OH-(9)2NH3 + CO2 = NH2COONH4(10)在实际温度、压力和组成范围内，只有方程(4)、(5)、(6)、(7)必须考虑。
其余的方程对平衡影响很小，可以不予考虑。
废气放空和废水处理。
废气放空到60米以上的高空，而且气体中有污染气体含量少，大部分为惰性气体。
废水处理彻底，使工艺冷凝液达到锅炉给水指标，几乎没有环境污染。
汽提过程的主要目的是将在合成塔内未转化为尿素的氨基甲酸铵分解并汽提进入气相，再将汽提气回收重新用于合成塔的合成反应[4]。
汽提塔中物料的停留时间很短，按平均流量计还不到1min ，从而尽量避免尿素的生成反应或尿素的水解反应，也即认为不发生以下的反应：NH 4+ + COONH 2- = NH 2 CONH 2 + H 2O (7)当液相不存在化学平衡(7)，也即不存在尿素合成反应的方程时，此时体系的反应方程数目为3个，电荷平衡约束方程1个，总组分数为8个(H 2O 、NH 3、CO 2、NH 4+、HCO 3-、COONH 2-、NH 2COOH 、NH 2CONH 2)，则独立组分数为4×(8-3-1=4)，体系的自由度数为4×(4-2+2=4)，即为一典型的四元体系。
2. 2. 2 系统热力学计算模型采用扩展UNIQUAC 方程(3)计算ACWU 体系液相活度系数，该方程可较好地校正液相的非理想性。
采用Nakumara 提供的PHS 方程计算逸度系数。
建立ACWU 体系的气液平衡热力学模型就可对该热力学体系进行求解。
(1) 用以下的非线性方程来描述化学平衡(4)、(5)、(6)：Kr = Kx,r K r ； r = 4,5,6 (1)其中：Kx,4 = 32264x x x x (2)K r, 4 = 32264γγγγ (3) Kx ,5 =32154x x x x x (4) K r,5 = 32154γγγγγ (5) Kx,6 =327x x x (6) K r,6 = 827γγγ (7) 式中：x i 表示各物种的摩尔分数；γi (i=1,2,3,...,8)表示各物种的活度系数；Kr(r=4,5,6)表示反应(4)、(5)、(6)的化学反应平衡常数。
以上各关系式表示整个体系达到化学平衡时，液相之间应符合的关系。
其中，平衡常数Kr 仅为温度的函数。
(2) 对于H 2O(i=1)和NH 3(i=2)组分，用Lewis - Randall 定则作为基准态，则相平衡方程为：x i γi f i exp(RT Pv i )= Py i φi ； i = 1,2 (8)对于组分CO 2(i=3)，采用Henry 定律为参考的标准态逸度，相平衡方程为：X 3γ3H 3,1exp[v 3(P –Pv,1)/RT] = Py 3φ3 (9)式中 φi ———组分i 的逸度系数；γi ———组分i 的活度系数；v i ———纯组分i 的摩尔体积。
第三章氨合成系统的物料衡算运用自由度分析的方法，将氛合成系统各单元隔离成合适的模块，逐步分段进行物料衡算，思路清晰，计算简捷。
氨合成系统是一个典型的循环流程，其基本流程为气体的合成、反应气中气氨的冷凝分离、一定气体的放空、新鲜气的补充、气体的循环等。
它的物料衡算的方法是列出系统中各部位的物料衡算式，联立求解，通常需要全系统迭代求解，这种计算非常麻烦。