尿素的工艺生产过程(CO2气提法)
二氧化碳汽提法生产尿素工艺
解吸水解系统
工艺冷凝液外送
造粒系统 粒料产品
二氧化碳汽提法生产尿素工艺简介
二氧化碳气提法的生产步骤可分为四个阶段：
1、原料二氧化碳的压缩和液氨的加压； 2、在合成塔中进行尿素的合成和在高压下用CO2气 提合成反应液，并将反应液中未反应的CO2与氨的 大部分气提出来，并返回尿素合成塔中重新利用； 3、将气提后溶液降低压力并加热，继续进下一步回 收未反应CO2与氨，并将冷凝吸收下来的回收液返 至尿素合成塔，此回收称为循环过程； 4、尿素溶液的蒸发和造粒。
二氧化碳汽提法生产尿素工艺简介
为处理未反应的氨和二氧化碳，可以将合成熔融 物加热分解，使成气体逸出。而用二氧化碳在合成压 力下将尿素熔融物气提，使其中的甲胺分解，返回 合成系统，就称为二氧化碳汽提法。
二氧化碳汽提法生产尿素工艺简介
液氨 加压
空气
合成系统 低压循环 蒸发系统
二氧化碳
甲铵液循 环
稀甲铵液循环
蒸发工序
蒸发工序主要是将尿液加工成固体尿素。将尿液 蒸浓到99.7%的熔体，造粒成型。此法称为蒸发 造粒法。（P339、P367）
后期安排
在5月初到5月底这段时间完成物料衡算、热量衡算、 设备的选型及流程图的绘制。 六月份开始论文的编写及改正，并准备PPT论文答 辩。
谢谢!
循环工序
循环系统包括分解和冷凝吸收两个工艺。分解 工艺主要有精馏塔、闪蒸槽、解析塔等设备； 冷凝吸收工艺有中、低压吸收塔和低压甲胺冷 凝器等设备。此外，还有尿素水解塔与循环加 热换热器以及高压甲胺泵等液体输送设备。 （P293）
蒸发工序
尿素溶液提浓是采用蒸发工艺去掉尿液中的水分 达到的。蒸发后尿液中含有水量应尽量降低，以 满足造粒后产品质量的要求，当成品尿素中含水 量要小于0.3%时，则蒸发后的熔融液进入塔前 必须浓缩到99.7%以上。按照尿素溶液蒸发特性 的要求，便采用了真空蒸发工艺和两段真空蒸发 工艺的理由。
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[wiki]催化剂[/wiki]，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。
1、2、2 液氨升压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。
二氧化碳气提法生产尿素工艺流程
二氧化碳气提法生产尿素工艺流程１.1二氧化碳气体的压缩从上道工序送来的CO２气体将所含液滴分离后进入CO2压缩机。
在压缩机各进出口设有若干温度、压力监测点,以便于监视压缩机的运行状况,压缩机的负荷是通过改变压缩机转速来控制的,经压缩后的气体(压力约为14.3ＭPa,温度为110℃左右）送去脱氢系统。
1．2氨气的加压合成氨装置送来的液氨经流量计量后引入高压氨泵,液氨在泵内加压至16.0MPａ（Ａ)左右。
液氨的流量根据系统的负荷,通过控制氨泵的转速来调节。
加压后的液氨经高压喷射器与来自高压洗涤器中的甲铵液，一起由顶部进入高压甲铵冷凝器。
1.3液氨的加压高压合成与CO２气提回收合成塔、气提塔、高压冷凝器和高压洗涤器这四个设备组成高压圈,这是二氧化碳气提法的核心部分，这四个设备的操作条件是统一考虑的,以达到尿素的最大产率和热量的最大回收。
从高压冷凝器底部导出的液体甲铵和少量的未冷凝的氨和二氧化碳,分别用两条管线送入合成塔底，合成塔内设有筛板,形成类似几个串联的反应器，塔板的作用是防止物料在塔内返混。
尿素合成反应液从塔内上升到正常液位，经过溢流管从塔下出口排出,经过液位控制阀进入气提塔上部,再经塔内液体分配器均匀地分配到每根气提管中。
液体沿管壁成液膜下降,分配器液位高低起着自动调节各管内流量的作用。
由塔下部导入的二氧化碳气体，在管内与合成反应液逆流相遇。
管间以蒸汽加热，合成反应液中过剩氨及未转化的甲铵将被蒸出和分解，从塔顶排出，尿液及少量未分解的甲铵从塔底排出。
从气提塔顶排出的高温气体,与新鲜氨及高压洗涤器来的甲铵液在约高压下一起进入高压甲铵冷凝器顶部。
高压甲铵冷凝器是一个管壳式换热器,物料走管内，管间走水用以副产低压蒸汽。
为了使进入高压甲铵冷凝器上部的气相和液相得到更好的混合,增加其接触时间,在高压甲铵冷凝器上部设有一个液体分布器。
在分布器上维持一定的液位,就可以保证气-液的良好分布。
合成塔顶排出的气体进入高压洗涤器，在这里将气体中的氨和二氧化碳用加压后的低压吸收段的甲铵液冷凝吸收，然后经高压甲铵冷凝器再返回合成塔。
co2气提尿素工艺
• 2.1.4循环系统 • 来自气提塔底部的尿素——甲铵溶液，经过气提塔的液位控 制阀减压到0.25—0.35MPa，溶液中41.5%的二氧化碳和69%的 氨得到闪蒸，并使溶液温度从170℃降到107 ℃，气液混合物进 入精馏塔顶，精馏塔上部为填料塔，起着气体精馏作用，下部为 分离器，经过填料段下落的尿素——甲铵流入循环加，用 0.4MPa蒸汽加热，温度升高到141℃，甲铵进一步分解，而后进 入精馏塔下部的分离器分离，尿液经控制阀流入闪蒸槽，气体上 升到精馏塔填料段与顶部溶液逆流传质传热后的气体导出精馏塔， 送到低压甲铵冷凝器，与解吸、水解的回流液、并流向上进行吸 收，吸收时产生的热量，被低压甲铵冷凝器中的低调水带走，此 低调水经低压甲铵冷凝器循环水泵送低压甲铵冷凝器循环冷却器 冷却，汽液混合物从浸没式低压甲铵冷凝器上部溢流到液位槽底 部导出，经高压甲铵泵升压到14.1MPa以上，送入高压洗涤器顶 部，高压甲铵泵为往复泵，采用变频调速调节甲铵流量，液位槽 分离出的气体，经减压阀减压与回流槽尾气去常压吸收塔进一步 回收气相中的氨。吸收液用常压吸收循环泵加压部分循环，部分 经排气筒去氨水槽。
3#4号尿素工艺介绍
然后经过高压冷凝器再返回合成塔，不冷凝的 惰性气体和一定数量的氨气，自高压洗涤器， 减压后排出系统，进入低压吸收塔吸收后直接 放空，甲铵吸收冷凝的热量被管间调温水冷却 水带走，调温水冷却器调节到110-120℃，经 高压洗涤器循环水泵循环使用。 从合成塔至高压洗涤器管道，除设由安全 阀外，还装有分析取样阀，通过对气相的分析， 测得气相中氨、二氧化碳和惰性气体含量，从 而可以判断合成塔操作是否正常。
3#4号尿素工艺介绍
• 塔底液位控制在80%左右去低压系统，以防止二氧化 碳气体随液体流入低压分解工段造成低压设备超压， 从气提塔顶排出的180—185 ℃的气体，与新鲜氨及 高压洗涤器来的甲铵在14.1MPa下混合一起，一起进 入高压冷凝器上部，高压冷凝器是一个管壳式换热器， 物料走管内，管间走水，用于副产蒸汽，根据付产蒸 汽压力的高低，可以调节氨和二氧化碳的冷凝程度， 但要保留一部分气体在合成塔内冷凝，以便补偿在合 成塔内甲铵转化为尿素所需热量，以达到自热平衡， 从合成塔顶排出的气体，温度183℃左右进入高压洗 涤器，在这里将气体中的氨和二氧化碳用加压后的低 压吸收段合成塔 高压冷凝器 • 操作压力13.8-14.4MPa 操作压力13.814.5Mpa • 操作温度（顶）180-183℃ 操作温度167 ℃ • 出口氨碳比 3.0-3.5 水碳比0.4~0.6 • 付产蒸汽压力 0.35-0.55Mpa（绝） • 塔内液相氨碳比 2.9-3.5 • CO2转化率 55-59% • 防腐空气（v﹪）0.5—0.8﹪（体积）
谈尿素生产的原理及工艺流程
谈尿素生产的原理及工艺流程发表时间：2020-04-09T08:16:00.226Z 来源：《建设者》2019年24期作者：毛洪波[导读] 生产流程短，省略了中压分解吸收部分，从而省掉了操作条件苛刻、腐蚀严重的一段甲胺泵；整个流程中循环的物料量少，因而动力消耗低；热能利用率较高。
阳煤平原化工有限公司山东德州 253100摘要：在尿素的生产过程中应该尽量避免造成设备的腐蚀，防止发生安全事故，节约成本，实现企业生产长期稳定的进行，促进企业更好地发展。
关键词：尿素；生产；原理；工艺流程1尿素生产的基本原理1.1尿素合成的反应机理。
由氨和二氧化碳合成尿素的总反应式为： 2NH3（l）+CO2（g）=CO（NH2）2（l）+H2O（l）（1）式（1）是一个可逆的放热反映，因受化学平衡的限制，NH3 和CO2 合成只能部分转化为尿素。
关于合成尿素的反应机理有多重说法，但一般认为反应是在液相中分两步进行的。
第一步，液氨与二氧化碳反应生成液态氨基甲酸铵，故称为甲胺生成反应：2NH3（l）+CO2（g）=NH4COONH2（l）+119.2kJ·mol-1 （2）式（2）是一个快速、强放热的可逆反应，如果具有足够的冷却条件，不断地将反应热取走，并保持反应进行过程的温度低到足以使甲胺冷凝为液体，这个反应容易达到化学平衡，而且平衡条件下转化为甲胺的程度很高。
压力对甲胺的生成速率有很大影响，加压有利于提高反应速率。
第二步，甲胺脱水反应，生产尿素： NH4COONH2（l）=CO（NH2）2（l）+H2O（l）-15.5kJ·mol-1 （3）式（3）是一个吸热的可逆反应，甲胺在固相中脱水速率极慢，只是在熔融的液相中才有较快的速率。
因此甲胺脱水主要是在液相中进行的，并且是尿素合成中的控制步骤。
脱水反应达到平衡时，甲胺的转化率只有 50%~70%，有相当数量的反应物未能反应生成尿素。
1.2尿素合成反应速率。
二氧化碳气提法尿素工艺学习笔记
二氧化碳气提法尿素工艺学习笔记第一章概述一、尿素的情况：尿素的化学名称：碳酰二胺，分子式：CO(NH2)2 分子量60.056 易溶于水和液氨，熔点132.7是无色或白色的针状结晶，含氮量46.65％，高温高压下生成缩二脲，缩三脲，三聚氰酸，三聚氰胺。
生成尿素的反应方程式：2NH3+CO2=CO(NH2)2+H2O吨耗理论值为NH3566kg CO2733kg实际吨耗值为NH3580kg CO2770kg二、生产方法：辽化：CO2汽提全循环法锦西：NH3汽提全循环法三、工厂情况：引进荷兰大陆公司日产1620吨,年产48万吨的尿素生产装置，现有设备157台,静设备82台，动设备75台。
第二章二氧化碳汽提法尿素工艺一、常用的仪表符号1、第一个字母一般表示参数T：温度P：压力F：流量L：液面H：手动A：分析S：速度D：密度V：粘度Z：定位C：电导X：信号2、后面的字母A：报警C：控制I：指示R：记录X：信号H：高限L：低限T：变送E：元件G：视镜S：开关Q：累计Y：转换V：阀O：节流小孔例：TRC-207：温度记录控制FI-303：流量指示ZRC-201：位置记录控制3、工序号及设备的类型工序号：100号：压缩200号：合成及汽提300：号循环400：号蒸发600号：造粒700号：冷凝解吸900号：公用工程设备类别：A：基础类指造粒塔C：换热设备D：反应设备E：传质设备F：槽和罐J：泵和压缩机JS：备用泵）V：机械JT：透平L：特殊设备（喷头、喷射器）例：102JT：二氧化碳压缩机（透平）601A：造粒塔201D：合成塔301E：精馏塔401F：蒸发分离器601L：喷头701F：氨水槽902F：蒸汽饱和器二、工艺说明：1、尿素的生成是由CO2和氨在一定温度和压力条件下反应而得到的，具体反应分为两步：第一步：CO2与氨反应生成氨基甲酸铵（甲铵）故称为甲铵生成反应：2NH3(液)+CO2（气）＝NH4COONH2(液)+119.2KJ/mol第二步：甲铵脱水反应得到尿素：NH4COONH2(液) CO(NH2)(液)+H2O（液）-15.5KJ/mol2、生产方法：CO2汽提法（1967年荷兰斯达米卡帮公司）(1)反应温度：181℃~189℃； (2)反应压力：13.5 MPa~15MPa；(3)反应时间：45~60分钟 (4)有效反应容积：177m3 ；(5)NH3/CO2=2.89(设计值) 3.0~3.3（实际值）；(6)H2O/CO2=0.37(设计值) 0.5左右（实际值）(7)转化率：58％（设计值）61％~62％（实际值）；(8)汽提效率：83％（设计值） 78％~83％（实际值）3、尿液浓度变化：(1)尿素合成后的尿液：34.43％(2)汽提后的尿液：57.89％(3)精馏后的尿液：69.313％(4)闪蒸后的尿液：72％(5)一段蒸发后的尿液：95％(6)二段蒸发后的尿液：99.7％4、尿素工艺流程方框图：三、流程分解1 氨的输送：氨和CO2是尿素生产的两大原料，保证供给十分重要。
最新二氧化碳气提法生产尿素工艺流程
二氧化碳气提法生产尿素工艺流程11.1二氧化碳气体的压缩23从上道工序送来的CO2气体将所含液滴分离后进入CO2压缩机。
在压缩机各4进出口设有若干温度、压力监测点，以便于监视压缩机的运行状况，压缩机的5负荷是通过改变压缩机转速来控制的，经压缩后的气体(压力约为14.3MPa，温6度为110℃左右)送去脱氢系统。
71.2氨气的加压8合成氨装置送来的液氨经流量计量后引入高压氨泵，液氨在泵内加压至916.0MPa(A)左右。
液氨的流量根据系统的负荷，通过控制氨泵的转速来调节。
10加压后的液氨经高压喷射器与来自高压洗涤器中的甲铵液，一起由顶部进入高11压甲铵冷凝器。
121.3液氨的加压高压合成与CO2气提回收13合成塔、气提塔、高压冷凝器和高压洗涤器这四个设备组成高压圈，这14是二氧化碳气提法的核心部分，这四个设备的操作条件是统一考虑的，以达到15尿素的最大产率和热量的最大回收。
16从高压冷凝器底部导出的液体甲铵和少量的未冷凝的氨和二氧化碳,分17别用两条管线送入合成塔底，合成塔内设有筛板，形成类似几个串联的反应器，18塔板的作用是防止物料在塔内返混。
尿素合成反应液从塔内上升到正常液位，19经过溢流管从塔下出口排出，经过液位控制阀进入气提塔上部，再经塔内液体20分配器均匀地分配到每根气提管中。
液体沿管壁成液膜下降，分配器液位高低21起着自动调节各管内流量的作用。
由塔下部导入的二氧化碳气体，在管内与合22成反应液逆流相遇。
管间以蒸汽加热，合成反应液中过剩氨及未转化的甲铵将23被蒸出和分解，从塔顶排出，尿液及少量未分解的甲铵从塔底排出。
24从气提塔顶排出的高温气体，与新鲜氨及高压洗涤器来的甲铵液在约高25压下一起进入高压甲铵冷凝器顶部。
高压甲铵冷凝器是一个管壳式换热器，物26料走管内，管间走水用以副产低压蒸汽。
为了使进入高压甲铵冷凝器上部的气27相和液相得到更好的混合，增加其接触时间，在高压甲铵冷凝器上部设有一个28液体分布器。
二氧化碳气提法生产尿素工艺流程教学文案
二氧化碳气提法生产尿素工艺流程1.1二氧化碳气体的压缩从上道工序送来的CO2气体将所含液滴分离后进入CO2压缩机。
在压缩机各进出口设有若干温度、压力监测点，以便于监视压缩机的运行状况，压缩机的负荷是通过改变压缩机转速来控制的，经压缩后的气体(压力约为14.3MPa，温度为110℃左右)送去脱氢系统。
1.2氨气的加压合成氨装置送来的液氨经流量计量后引入高压氨泵，液氨在泵内加压至16.0MPa(A)左右。
液氨的流量根据系统的负荷，通过控制氨泵的转速来调节。
加压后的液氨经高压喷射器与来自高压洗涤器中的甲铵液，一起由顶部进入高压甲铵冷凝器。
1.3液氨的加压高压合成与CO2气提回收合成塔、气提塔、高压冷凝器和高压洗涤器这四个设备组成高压圈，这是二氧化碳气提法的核心部分，这四个设备的操作条件是统一考虑的，以达到尿素的最大产率和热量的最大回收。
从高压冷凝器底部导出的液体甲铵和少量的未冷凝的氨和二氧化碳,分别用两条管线送入合成塔底，合成塔内设有筛板，形成类似几个串联的反应器，塔板的作用是防止物料在塔内返混。
尿素合成反应液从塔内上升到正常液位，经过溢流管从塔下出口排出，经过液位控制阀进入气提塔上部，再经塔内液体分配器均匀地分配到每根气提管中。
液体沿管壁成液膜下降，分配器液位高低起着自动调节各管内流量的作用。
由塔下部导入的二氧化碳气体，在管内与合成反应液逆流相遇。
管间以蒸汽加热，合成反应液中过剩氨及未转化的甲铵将被蒸出和分解，从塔顶排出，尿液及少量未分解的甲铵从塔底排出。
从气提塔顶排出的高温气体，与新鲜氨及高压洗涤器来的甲铵液在约高压下一起进入高压甲铵冷凝器顶部。
高压甲铵冷凝器是一个管壳式换热器，物料走管内，管间走水用以副产低压蒸汽。
为了使进入高压甲铵冷凝器上部的气相和液相得到更好的混合，增加其接触时间，在高压甲铵冷凝器上部设有一个液体分布器。
在分布器上维持一定的液位，就可以保证气-液的良好分布。
合成塔顶排出的气体进入高压洗涤器，在这里将气体中的氨和二氧化碳用加压后的低压吸收段的甲铵液冷凝吸收，然后经高压甲铵冷凝器再返回合成塔。
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刘佳明铵的生成
2NH 3 CO 2 NH 4COONH 2
Ⅱ)甲铵脱水生成尿素
NH4COONH 2 CO(NH 2)2 H2O
❖ 1.1二氧化碳气体的压缩
❖ 从上道工序送来的CO2气体将所含液滴分离后进入 CO2压缩机。在压缩机各进出口设有若干温度、压 力监测点，以便于监视压缩机的运行状况，压缩机 的负荷是通过改变压缩机转速来控制的，经压缩后 的气体(压力约为14.3MPa，温度为110℃左右)送去 脱氢系统。
❖ 1.2氨气的加压
❖ 合成氨装置送来的液氨经流量计量后引入高压氨泵， 液氨在泵内加压至16.0MPa(A)左右。液氨的流量根 据系统的负荷，通过控制氨泵的转速来调节。加压 后的液氨经高压喷射器与来自高压洗涤器中的甲铵 液，一起由顶部进入高压甲铵冷凝器。
❖ 1.3液氨的加压高压合成与CO2气提回收
❖ 合成塔、气提塔、高压冷凝器和高压洗涤器这四个设备组 成高压圈，这是二氧化碳气提法的核心部分，这四个设备的 操作条件是统一考虑的，以达到尿素的最大产率和热量的最 大回收。
❖ 从高压冷凝器底部导出的液体甲铵和少量的未冷凝的氨和 二氧化碳,分别用两条管线送入合成塔底，合成塔内设有筛板， 形成类似几个串联的反应器，塔板的作用是防止物料在塔内 返混。尿素合成反应液从塔内上升到正常液位，经过溢流管 从塔下出口排出，经过液位控制阀进入气提塔上部，再经塔 内液体分配器均匀地分配到每根气提管中。液体沿管壁成液 膜下降，分配器液位高低起着自动调节各管内流量的作用。 由塔下部导入的二氧化碳气体，在管内与合成反应液逆流相 遇。管间以蒸汽加热，合成反应液中过剩氨及未转化的甲铵 将被蒸出和分解，从塔顶排出，尿液及少量未分解的甲铵从 塔底排出。
流程图
以上有不当之处，请大家给与批评指正，谢 谢大家！
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❖ 解吸与水解系统
解吸与水解系统用来处理冷凝液，其目的 在于回收其中的NH3和CO2使其返回尿素 合成系统做原料。将来自真空浓缩系统的 工艺冷凝液经水解塔给料泵加压后与水解 塔底部出来的水解液换热后进入水解塔顶 部塔板。在水解塔内，液体自上而下流动， 而加热蒸汽由塔底送入提供水解反应所需 热量。蒸汽量由流量调节阀阀位来控制。 溶液与蒸汽逆流相遇，进行水解与解吸， 然后将回收的气体送入尿素合成系统继续 反应，残余气体经排气筒排入大气。
❖ 合成塔顶排出的气体进入高压洗涤器，在这里将气体中的氨 和二氧化碳用加压后的低压吸收段的甲铵液冷凝吸收，然后 经高压甲铵冷凝器再返回合成塔。高压洗涤器分为三个部分： 上部为防爆空腔，中部为鼓泡吸收段，下部为管式浸没式冷 凝段。从合成塔导入的气体先进入上部空腔，然后导入下部 浸没式冷凝段，与从中心管流下的甲铵液在底部混合，在列 管内并流上升并进行吸收。采用并流上升的冷凝方式，是为 了使塔底不会形成太浓的溶液而析出结晶。
❖ 从气提塔顶排出的高温气体，与新鲜氨及高压洗涤器来的甲 铵液在约高压下一起进入高压甲铵冷凝器顶部。高压甲铵冷 凝器是一个管壳式换热器，物料走管内，管间走水用以副产 低压蒸汽。为了使进入高压甲铵冷凝器上部的气相和液相得 到更好的混合，增加其接触时间，在高压甲铵冷凝器上部设 有一个液体分布器。在分布器上维持一定的液位，就可以保 证气-液的良好分布。