河北化工医药职业技术学院
毕业论文
拜耳法生产氧化铝的研究
姓名屈硕
学号 1204090121
专业应用化工技术
班级煤化30901
指导教师胡亚伟
完成时间2011-12-11
化学与环境工程系
尿素作为一种重要的化学肥料和工业原料，在世界范围内广泛使用。自从1922年尿素开始工业化生产以来，许多国家都致力于尿素生产系统的研究，在合成机理、热力学性质和工艺流程方面都有创新和进展。本文从尿素生产系统热力学模型的研究入手，对尿素生产工艺流程进行研究，在此基础上开发尿素生产工艺计算与优化软件，以帮助指导尿素工业生产。论文的主要内容有：⒈阐述了前人对NH<,3>-CO<,2>-H<,2>O-Urea体系的研究概况，采用扩展的UNIQUAC方程对NH<,3>-CO<,2>-H<,2>O-Urea体系气液平衡进行模拟计算，以满足尿素生产系统中高压圈的模拟计算的需要，对模型的求解算法进行了详细的研究和改进，得到了稳定收敛的算法。⒉以上述模型为基础，采用平衡级模型对尿素生产系统的关键设备合成塔和汽提塔进行了模拟计算，所得计算结果与设计值做了比较，验证了热力学模型的准确性，可将其作为全流程模拟的单元模块。对流程中的其他设备也进行了模拟计算。⒊在对各主要设备模拟求解的基础上，联立各单元模块建立了全流程的计算系统。考虑此流程循环流多的特点，先选定主要的流股进行求解，在主要流股循环稳定的基础上，求解各分支流股，并反复验证结果的准确性，最后得出整个系统的结果。⒋以尿素产量和能耗作为两个需求目标，分析了目标随合成塔生产负荷变化的规律，进而求出一定条件下的最大产量和最小能耗，优化求解尿素合成过程的主要控制参数——操作温度、氨碳比。
关键词：尿素生产合成氨工艺流程
目录 (3)
一、概述 (4)
1.1 尿素-发现 (4)
1.2 尿素-简介 (4)
1.3 尿素-物化性质 (4)
1.4尿素-生产 (5)
1.5 尿素-用途 (5)
1.6尿素正确贮存方法 (6)
二、尿素的生产工艺 (7)
2.1尿素的基本性质 (7)
2.2尿素合成的基本原理 (7)
2.3尿素合成工艺条件的选择 (7)
2.4未反应成尿素物质的分离和回收............................................. 错误！未定义书签。
2.5尿素的加工 (9)
2.6 工艺流程介绍 (9)
2.7 尿素合成工艺流程图： (11)
三、氨合成 (21)
3.1合成氨概述 (21)
3.2合成氨的工艺流程（煤为原料） (21)
3.3合成氨工艺（天然气为原料） (24)
3.4污染防治措施 (33)
四、结论 (35)
五、致谢 (36)
参考文献 (37)
一、概述
1.1 尿素-发现
1773年，伊莱尔·罗埃尔（Hilaire Rouelle）发现尿素。1828年，弗里德里希·维勒首次使用无机物质氰酸钾与硫酸铵人工合成了尿素。本来他打算合成氰酸铵，却得到了尿素。从此，活力论的错误证明了，有机化学实际上开辟了。活力论认为无机物与有机物有根本性差异，无机物所以无法变成有机物。哺乳动物、两栖动物和一些鱼的尿中含有尿素；鸟和爬行动物排放的是尿酸，因为其氮代谢过程使用的水量比较少。
1.2 尿素-简介
别名：碳酰二胺、碳酰胺、脲
分子式：CO(NH2)2，因为在人尿中含有这种物质，所以取名尿素。尿素含氮(N)46％，是固体氮肥中含氮量最高的。
尿素在人的蛋白质分解最终产物中占有相当大的比例。尿素外观为白色晶体或粉末。是动物蛋白质代谢后的产物，通常用作植物的氮肥。尿素是哺乳类动物排出体内含氮代谢物的形式。。尿素也是很重要的肥料。
1.3 尿素-物化性质
分子式：CO(NH2)2，分子量60.06 ，无色或白色针状或棒状结晶体，工业或农业品为白色略带微红色固体颗粒无臭无味。密度1．335g/cm3。熔点132．7℃。溶于水、醇，不溶于乙醚、氯仿。呈微碱性。可与酸作用生成盐。有水解作用。在高温下可进行缩合反应，生成缩二脲、缩三脲和三聚氰酸。加热至160℃分解，产生氨气同时变为氰酸。尿素在酸、碱、酶作用下（酸、碱需加热）能水解生成氨和二氧化碳。对热不稳定，加热至150~160℃将脱氨成缩二脲。若迅速加热将脱氨而三聚成六元环化合物三聚氰酸。
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。
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。尿素在转化前是分子态的，不能被土壤吸附，应防止随水流失；转化后形成的氨也易挥发，所以尿素也要深施覆土。
尿素是人工合成的第一个有机物，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％。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
1.4尿素-生产
商业尿素是通过氨与二氧化碳的反应生产的，成品尿素可以为药片状、颗粒状、片状、晶体或者溶液。90%以上的生产的尿素被用作肥料。
商用尿素的原料是氨与二氧化碳。后者在以焦炭或烃（如天然气和石油）为原料生产氨的过程中，会大量产生。尿素因此直接从这些原料中就产生了。尿素生产是一个平衡的化学反应，其反应物不完全成为反应结果。生产过程、设定的反应条件、如何处理未转化的反应物，皆可能不同。未反应的反应物可用以生产其它产品，（如硝酸铵或硫酸铵），也可回收再投入反应。
工业生产尿素的生产原料：天然气、煤炭、石油是生产化肥的三大原料，通常被称为气头、煤头、油头三类，近年来，由于石油和煤炭价格的升幅远大于天然气，故按成本优势排列为气头、煤头、油头。
尿素生产有两个主要反应。前者放热，后者吸热。但整个过程仍是放热的。
2NH3+CO2→NH2COONH4
NH2COONH4 → CO(NH2)2+ H2O
1.5 尿素-用途
①尿素是固体氮肥中含氮量最高的肥料，理化性质较稳定，施后对土壤性质没有影响，可施用于任何土壤和作物，可做根外施肥使用。同时尿素也是树脂、塑料、炸药、医药、
食品等工业的重要原料。
③尿素不仅是一种常用的速效氮肥，除作追肥以外，还有其它多种用途。
1.6尿素正确贮存方法
（1）尿素如果贮存不当，容易吸湿结块，影响尿素的原有质量，给农民带来一定的经济损失，这就要求广大农户要正确贮存尿素。在使用前一定要保持尿素包装袋完好无损，运输过程中要轻拿轻放，防雨淋，贮存在干燥、通风良好、温度在20度以下的地方。
（2）如果是大量贮存，下面要用木方垫起20公分左右，上部与房顶要留有50公分以上的空隙，以利于通风散湿，垛与垛之间要留出过道。以利于检查和通风。已经开袋的尿素如没用完，一定要及时封好袋口，以利下年使用。
二、尿素的生产工艺
2.1尿素的基本性质
尿素的化学命名为碳酸铵，尿素是无色，无嗅，无味的针状或棱柱状结晶，工业产品为白色，含氮量为46.6%，分子量为60.04。
熔点：132.7℃ 重度：20℃-40℃,1.4（粒状）。
比重变化量：每1℃ 0.000208 假比重：0.52-0.643/cm g
溶解度：易溶于水和液氨中，稍溶于甲醇、苯中，不溶于三氯甲烷、醚类中。
温度在30℃以上，尿素在液氨中溶解度较水中的溶解度大。
2.2尿素合成的基本原理
用氨合成尿素的反应，通常认为是按以下两个步骤，在合成塔内连续进行：
第一步：氨作用生成氨基甲酸铵
1
24232Q COONH NH CO NH +=+
第二步：氨基甲酸铵脱水生成尿素 ()222224Q O H NH CO COONH NH -+=
这两个反应都是可逆反应，反应（1）是放热反应，在常温下实际上可以进行到底， 150℃时，反应进行的很快、很完全，为瞬时反应，而反应（2）是吸热反应，进行的比较缓慢，且不完全，这就使其成为合成尿素的控制反应。
实验证明，尿素不能在气相中直接形成，固体的氨基甲酸铵加热时尿素的生成速度比较慢，而在液相中反应才较快。所以，尿素的生产过程要求在液相中进行，即氨基甲酸铵必须呈液态存在。温度要高于熔点145-155℃，因此，决定了尿素的合成要在高温下进行。
氨基甲酸铵是个不稳定化合物，加热时很容易分解，在常温下60℃就可以完全分解，制取尿素时为了使氨基甲酸铵呈液态，采用了较高温度，所以必需采用高压。由上可知，合成尿素的反应的基本特点是高温、高压下的液相反应，并且是可逆放热反应。
2.3尿素合成工艺条件的选择
（1）过剩氨
过剩氨是比较氨与二氧化碳的比化学反应量所多的氨，常以百分率表示，或氨比二氧化碳表示。过剩氨可以使反应的平衡趋向生成尿素的一方，使产率提高。过剩氨也可以合成速度加快，提高尿素产率，过剩氨的存在，可与系统中的水结合，从而降低了水的浓度，抑制了副反应的发生。
()()O H CO NH HCO NH NH HCO NH CO NH CO NH
O H COONH NH 224423
424224224++→+→→+
过剩氨的存在，带走了一部分氨基甲酸铵的生成热，不仅有利于反应平衡趋向生成尿素的方向，提高尿素产率，而且有利于维持塔内反应的自热平衡，简化了合成塔的结构，过剩氨的存在，抑制了氢酸和氢酸氨的生成，降低了对合成塔的腐蚀。但过剩氨的存在也带来一些不利影响：
过剩氨的增加过大，二氧化碳转化率增加率也逐渐增加，并且提高了合成塔内反应系的平衡压力；过剩氨的增加，会破坏反应物的自然平衡，为维持合成塔内顶定温度，就必须提高浓氨预热温度；过剩氨的增加，会是反应混合物的比重下降，所需反应釜的容积加大，处理未生成尿素的反应物的设备也更大，动力消耗增加。
因此，在尿素水溶液全循环法中氨与二氧化碳比一般在3.5-4.1。
（2）水份
水是尿素合成过程中的产物，水存在可以降低氨基甲酸铵的熔点，有利于尿素的合成，氨基甲酸铵可以溶解在水中，故可以消除氨基甲酸铵的堵塞现象。
但是从化学反应平衡考虑，过量水的存在阻止合成反应向着生成尿素的方向移动，促进氨基甲酸铵水解等付反应的进行。造成CO 2转化率的下降，甚至引起合成与分解的操作
条件恶性循环，水的存在也使合成塔腐蚀加剧。因此在水溶液全循环中，正常生产时避免向合成塔内送水，在过剩氨回收和液相循环中，也应力求减少水分进入合成塔，在工业生产中进行合成塔物料。
（3）温度和压力
温度越高尿素达最大产率的时间越短，即反应速度越快，合成塔的生产强度也就提高，但温度越高，尿素产率的提高逐渐减慢，同时反应温度的提高也必须使合成系统的平衡压力提高，腐蚀速度增加，为保证尿素在液相中生成和一定的反应速度，对设备制造和防腐问题，合成塔的操作温度控制在185-190℃为宜。
合成塔的操作压力，必须大于操作条件下的平衡压力，否则会使氨基甲酸铵离解，溶液中氨气化，转化率下降，但操作压力过高，会使动力消耗增加，设备制造强度加大。因此合成塔的操作压力高于其操作条件下平衡压力10-30气压较好。
2.4尿素的加工
尿素水溶液在加热过程中其热稳定性较差，在溶液加热达到一定温度以上就可能发生尿素水解反应和缩二脲的生成反应，其反应如下：
2NH2CONH2=NH2CONHCONH2+NH3
NH2CONH2+2H2O=(NH4）2CO3=2NH3+ CO2+H2O
两个副反应由于受温度、加热时间、溶液面上气氨分压等因素的影响。因此，尿液蒸发过程的操作压力越低，相应饱和尿液浓度就越高，如果达到相同浓度，蒸发压力高，相应所需温度也高。
为减少副产物的生成，避免出现结晶困难的问题，通常采用两段蒸发流程：一段蒸发的目的是在较低的压力下首先蒸发掉大量的水，然后在更低的压力下进行二段蒸发，已达到最后的浓度，两端蒸发的分界线是根据传热温差和冷却水温度而定的。
2.5 工艺流程介绍
其生产工艺流程特点是采用了二段分解、三段吸收、二段蒸发、自然通风的造粒流程，设计中未考虑解析系统，碳化氨水送碳氨母液槽。本流程分为压缩、合成、分解系统、循环系统、蒸发造粒四个生产过程，整个生产为单系统生产。
其具体流程为：
由合成车间送来的液氨经预热进入高压氨泵P06401，为了避免高压氨泵P06401的气塞，液氨的温度比上述压力下的沸点最少低10℃，通过高压氨泵将压力提高到16.0MPa .出高压氨泵P06401的液氨送入高压喷射器J20203，将高压洗涤器E20205出来的甲铵液增压，一并送入高压甲铵冷凝器E20204的顶部。
由合成车间送来的CO2经冷却后进入二氧化碳压缩机，经四段压缩后送入汽提塔C20202底部。将溶液中的NH3和CO2赶出，汽提塔顶部出气要送入高压甲铵冷凝器E202044的顶部，所以汽提塔C20202的压力应比高压甲铵冷凝器E20204略高一些。汽提塔所用的饱和蒸汽压力为2.0MPa 。
在高压甲铵冷凝器E20204中，将液氨和气体CO2大部分冷凝成为甲铵液体。高压甲铵冷凝器E20204是立式管壳式热交换器，从底部各自的管子离开高压甲铵冷凝器E20204，进入合成塔E20201的底部。合成塔E20201是一个长的立式高压反应器，反应混合物自下而上通过。在温度为180～186℃和13.5～14.5MPa压力下，将甲铵转化为尿素，转化率为
61％左右，再从内部的溢流管离开。塔内的液面必须保持比溢流管口稍稍高一些，并用合成塔E20201出口处的控制阀控制。反应混合物中的气体从塔的顶部离开进入高压洗涤器E20205。在高压洗涤器E20205中，对合成塔顶部出气中的NH3和C02加以回收，高压洗涤器出气由于其中含有少量H2和O2，当操作不正常时(浓度波动)有可能形成爆炸性混合物，为了避免爆炸，要求NH3和CO2在此不完全吸收，而将出气经减压阀送0.6MPa吸收塔C20208进一步吸收NH3和CO2，最后惰气经PC3715由塔顶放空。因为高压甲铵冷凝器E20204中的压力要比高压洗涤器E20205约高0.3MPa，因此，甲铵液必须在高压喷射器中用16.0MPa 的液NH3喷射才能返回到反应系统中去。
离开汽提塔C20202的尿液经控制阀减压到0.15～0.25MPa，喷洒在精馏塔C20206的填料床上，由于减压的结果，尿液中的甲铵分解，所需的热由溶液本身供给，从而使溶液的温度下降到105～110℃。离开精馏塔C20206底部的尿液经过控制阀流入闪蒸槽S20207；精馏塔C20206底出来的溶液减压后流入闪蒸槽S20207，闪蒸槽中保持低度真空，约0.045MPa.在溶液减压时，少量的NH3同较大量的蒸汽从溶液中逸出，使溶液的温度从130℃左右降到90～95℃，得到的尿素溶液的浓度约为73％.流入尿液贮槽T20209。从尿液储存槽T20209进入蒸发槽将尿液中的水分蒸发掉，之后从尿素熔融体经过大气由尿素熔融泵送入造粒塔C20212顶的喷头。当喷头以合适的速度旋转时，尿素熔体被洒成大小合适的小液滴分布在造粒塔的整个截面上，当它们下降时因冷却而固化。
2.6尿素合成工艺流程图：
2.7尿素合成的工艺比较：
2.7.1国外尿素主要生产技术进展概述
目前，全球具有竞争力的尿素生产技术主要有：荷兰斯塔米卡邦公司的CO2气提工艺，意大利斯纳姆公司的NH3气提工艺，日本东洋公司的ACES工艺，意大利蒙特爱迪生公司的等压双气提工艺（简称IDR法）和美国UTI公司的MEC热循环工艺。
一、CO2气提工艺
1.主要技术特点：
①流程简单：由于合成工段气提效率很高，减小了下游工序的复杂程度，是目前惟一工业化、只有单一低压回收工序的尿素生产工艺，操作方便、投资小、可靠性强、运转率高、维修费用低；
②高压圈工艺优化组合：操作压力为l3.6MPa、氨/碳比为1∶2.95、合成温度180～183℃、冷凝温度为167℃、气提温度190℃、气提效率为80%以上，这些参数都比较温和，采用25-22-2 CrNiMo材料即可达到材质耐腐蚀性的要求，设备制造和维修费用低；
③电耗低：因为操作压力低，因而高压氨泵、高压甲铵泵的功耗也低。由于气提效率高且没有中压回收工段，没有单独的液氨需循环回收，甲铵液的循环量也少，因而进一步降低了循环氨、甲铵所必须的功耗；
④采用池式冷凝器：池式冷凝器作为初级反应器使合成塔的体积减少了约50%、尿素框架的高度为76m左右；
⑤安全系数高：在脱氢转化器中，通过钝化燃烧除去原料CO2中的H2、CO等可燃性气体，使高压和低压放空气均处于爆炸范围之外，工艺装置安全性高；
⑥污染小：工艺冷凝液经水解解析后，不仅降低了氨损失，也消除了对环境的污染。
2.技术进展
2000+TM超优工艺:
斯塔米卡邦公司为降低投资成本，进行技术改进，最有代表性的是尿素2000+TM超优工艺，其主要优点：
①采用了新型高效的塔盘，新塔盘上设有气体分布系统的液体上升管，以使塔盘上气相和液相混合均匀，可消除常规塔盘上存在沟流和返混的现象；
②卧式池式冷凝器取代原立式池式冷凝器，并且具有浸没U型管束；
③进一步降低了尿素主框架的高度：通过采用新型高效塔盘、卧式池式冷凝器、减少合成塔的容积和降低塔的高度、增设借液氨为动力的高压氨喷射器等方法，主框架的高度由原76m降到38.5m；
④增设CO2脱H2装置，使CO2气中H2体积分数由0.5%降到0.005%以下。大颗粒尿素流化床工艺: 挪威海德鲁公司大颗粒尿素流化床造粒技术主要特点：
①采用浓度为95%～96%的尿素液作原料，尿素液只需一段蒸发浓缩，简化了尿素系统流程；
②由于省去了二段蒸发系统，节省了二段蒸发加热和抽真空所消耗的蒸汽，减少了工艺冷凝液，相应也降低了水解负荷，同时也降低了冷却水用量；
③造粒机采用空气雾化和流化相结合的造粒技术，效率高，生产能力大，成品质量好、强度高；
④操作简单，开车时间短，投料后1h内即可出产品；操作弹性大，负荷变化范围为30%～110%；
⑤与其他机械造粒装置相比，返料比低，从而强化了设备能力并降低了造粒过程中的能耗；
⑥采用添加剂使流化床生成的粉尘少，且含尘尾气采用湿式洗涤，吸收效率高，放空尾气中尿素粉尘含量达到环保要求；
⑦装置可靠性高，造粒机、粉尘洗涤器等因无磨损部件，寿命可达25年以上。
二、NH3气提工艺
1.主要技术特点:
①合成塔进料NH3/CO2摩尔比为3.3～3.6，CO2转化率较高，减少了高压回路以后的循环回收负荷；
②由于合成系统NH3/CO2摩尔比较高和设备选材恰当，大大减轻了设备的腐蚀问题，无需专门钝化高压系统没备，另外，即使事故停车，可以封塔几天而无需排放，封塔3天再开车后尿素产品仍为白色；
③中、低压分解加压器均为降膜式，操作过程积液量少，即使停车排放，NH3和CO2的损失量也少；
④由于采用了甲铵喷射泵，所有高压设备均可布置在地面上，无需高层框架，可节约投资，大大加快建设进度；
⑤由于有中压分解段，增加了操作的灵活性和弹性，可通过改变气提效率和高压甲铵冷凝器的副产蒸汽量来调节整个装置的蒸汽平衡，使之在最佳的条件下操作；
⑥工艺冷凝液经水解解析处理后，不但彻底消除了污染，减少了氨和尿素的损失，而且处理后的冷凝液还可作为锅炉给水；
⑦造粒改用转鼓造粒技术，克服了原来喷淋造粒尿素硬度小、粒柱小、易结块且从塔顶排放的氨和尿素粉污染环境的缺点。
2.技术进展：
目前该工艺技术的最新进展为：增加吸收塔来回收低压系统放空的氨，可降低尿素装置氨耗，预计每年可回收氨300～500t；气提塔换热管由衬锆双金属不锈钢材质代替钛材，这种材料可有效地防止冲刷腐蚀；BD放空管线及放空烟筒由不锈钢材质代替碳钢材料；柱式高压氨泵以脱盐水来代替密封油，每年节油20kL；采用转鼓造粒技术，可增强成品的硬度，使颗粒增大，不易结块。
三、ACES工艺
1.主要技术特点：
①合成塔的操作条件优化、气提塔内结构特殊设计以及分解、分离所需的热量不需外部供应，能耗降低；
②该法NH3/CO2摩尔比高达4.0，相应转化率也高达68%；
③在腐蚀性强的部位采用双相不锈钢，减小腐蚀，装置可以连续运转；
④采用获得专利的特殊气提塔，具有高效的CO2气提设施。
2.技术进展
ACES工艺：
为了降低投资费用，东洋工程公司对其现有的ACES尿素生产工艺进行了改进：
①高压容器呈平面分布，安装简便；
②整个工艺将氨基甲酸盐生成、热回收、尿素合成等过程全部整合到竖式埋入式氨基甲酸盐冷凝器中，高压容器的数量和热传递面积减少；
③降低反应器和气提塔的体积和质量，二者装配简化；
④在合成压力较低的条件下对不同的氨基甲酸盐冷凝器反应摩尔比和反应器反应摩尔比进行优化，降低了高压容器和转动设备的构造设计压力并降低了能源消耗。
大颗粒尿素喷射流化床造粒工艺技术：
日本东洋工程公司的大颗粒尿素喷射流化床造粒技术特点主要包括：
①工艺流程及设备比较简单：该工艺造粒机分流化成粒和冷却两部分，造粒喷嘴采用一般压力式喷嘴，结构简单、单台能力大，粉尘洗涤塔与造粒机顶部相连接，简化流程和减少设备；
②造粒时间短、造粒效率高：该工艺流化床内返料晶种依次在串联的小室内被喷射尿液液滴包裹而长大，且流化床层较薄，有利于粒子的形成；
③造粒机流化床床层高度较低：在50%～100%负荷范围内床层高仅400mm，流化床阻力小，流化空气的风机压头低，耗电省；
④生产操作灵活方便：可调节返料比，其生产控制方案可靠，负荷变化时，调节喷嘴简单；
⑤采用95%左右的尿液作原料：可简化尿液加工工序，节省尿液浓缩的能耗；
⑥粉尘回收系统采取集中收尘和高效的湿式洗涤吸收，放空尾气中尿素粉尘含量小；
⑦设置添加剂MMU自备系统：MMU溶液由甲醛和尿液制备，过程简单，灵活方便，不需外购UF85，可克服甲醛尿液混合不均匀而影响产品质量的弊端。
四、IDR工艺
①合成系统压力温度较高，NH3/ CO2摩尔比也较高，CO2的转化率高达70%以上；
②气提塔为2台，第1气提塔以氨为气提剂，部分未转化为尿素的甲铵被分解，并以气相形式返回合成塔，第2气提塔以CO2为气提剂，使大部分过剩氨蒸出；
③高压甲铵冷凝器为卧式，具有列管与管段间不存在应力裂蚀腐蚀的优点，高压甲铵冷凝器为2台，副产蒸汽压力较高，可提高各加压设备的传热温差，从而减少各加热设备
的传热面积，节省投资；
④为达到设备的防腐，在管线上加入少量液体钝化剂，较好地解决了设备的防腐问题。
MEC热循环工艺
①用特殊设计的“等温合成塔”，该塔装有一个贯穿合成塔且内部开口的原料盘管；
②从全系统的热平衡出发，将占总量40%的CO2直接加到中压吸收系统，然后与尿素溶液间接换热，使该溶液中所含的氨基甲酸铵分解，并将尿素溶液浓缩到88%；
③冷凝液的处理采用单一的水解气提塔，水解气提塔操作力为0.9MPa，最低操作温度l80℃；
④尿素产品中缩二脲含量低，提高了尿素质量；
⑤造粒塔直径变小、高度降低，空气从塔底吹入，从塔顶中心抽出，尿素造粒喷头安装在空气抽初和塔壁之间，这种“错流设计”使造粒塔内的冷却效率提高2倍以上
⑥设备造价低，由于CO2转化率高，相应的合成塔设备和循环系统设备投资降低。
2.7.2中国的尿素生产企业使用的尿素工艺
1、二氧化碳气提法
1965年，荷兰斯太米卡邦(Stamicarbon)公司开发了二氧化碳汽提法尿素工艺，在20世纪70年代末，该工艺发展为改进型二氧化碳汽提法工艺，在20世纪90年代，荷兰斯太米卡邦公司又相继开发了池式冷凝器和池式反应器，即尿素2000+TM的新工艺。
20世纪70年代中期，我国引进了11套大型二氧化碳汽提法尿素装置，随后中国五环化学工程公司在上海吴泾化工厂建成了一套24万吨/年的国产化二氧化碳汽提工艺装置。20世纪80年代，又引进了改进型二氧化碳汽提技术，在国产化基础上，宁夏化工厂、镇海石化总厂和广石化建成了三套尿素装置。中国五环化学工程公司在20世纪80年代末和90年代自行设计的三明化工厂12万吨/年尿素装置，吴泾化工厂16万吨/年，河北河涧化肥厂13万吨/年尿素装置和鲁西集团东阿化肥厂、湖北宜化化工股份有限公司等18万吨/年尿素装置都顺利投产。
所谓气提法就是用气提剂如CO2、氨气、变换气或其他惰性气体，在一定压力下加热，促进未转化成尿素的甲铵的分解和液氨气化。气提分解效率受压力、温度、液气比及停留时间的影响，温度过高会加速氨的水解和缩二脲的增加，压力过低，分解物的冷凝吸收率下降。气提时间愈短愈好，可防止水解和缩合反应。故气提法是采用二段合成原理，即液氨和气体CO2在高压冷凝器内进行反应生成甲铵，而甲铵的脱水反应则在尿素合成塔中进
行。实际上，为了维持合成尿素塔的反应温度，部分甲铵的生成留在合成塔中，而不是全部在高压冷凝器中完成。这是一个吸热、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一组分的分压，甲铵的分解反应就能一直向右进行，气提法就是利用这一原理，当通入CO2气时，CO2的分压为1，而氨的分压趋于0，致使反应不断进行。同样，用氨气提也有相同的结果。
二氧化碳汽提尿素装置由以下工序组成：高压圈包括尿素合成塔、汽提塔、甲铵冷凝器、高压洗涤器和高压喷射器；后工序仅设置了低压分解吸收系统；真空蒸发系统包括了两段真空蒸发和冷凝系统，并设置了工艺冷凝液处理工序，真空蒸发后的尿液送入最终造粒工序。
它的主要工艺特点为在最佳氨碳比的条件下，使合成压力降到最低。同时，在合成压力下，用二氧化碳气对甲铵液进行汽提，分解的氨和二氧化碳在合成压力下冷凝，其冷凝热用来副产蒸汽供二段分解和一段蒸发作加热蒸汽用，并作为蒸汽喷射器的动力蒸汽以及提供系统保温用。由于采用二氧化碳汽提，该工艺与氨汽提尿素工艺相比，汽提压力较低，汽提效率较高，因而无需中压分解也能满足尿素装置生产的要求。该工艺技术改进后，采用了原料CO2气体的脱氢技术，从根本上杜绝了工艺过程中燃爆的危险性，在高压洗涤器后设4bar吸收塔吸收不凝气中的氨，减少了尿素装置的消耗。工艺流程短，设备少，生产稳定，消耗低。该法在我国建厂较多，积累了丰富的设计、设备制造和生产的经验。近年来，在我国新建的尿素装置和大型尿素装置的改造中，大都采用了新型的二氧化碳汽提法工艺技术。
2 尿素生产二氧化碳汽提工艺原理:
（1）二氧化碳压缩
由合成车间送来的CO2经冷却后进入二氧化碳压缩机，经四段压缩后送入汽提塔底部。在进入压缩机前，往二氧化碳气流中加入一定量的空气，使气流中含有氧，在设备上生成氧化膜以防设备腐蚀及除氢所需。所需空气约为二氧化碳气量的4.0％(体积)。
（2）合成与汽提
由合成车间送来的液氨经预热进入高压氨泵，为了避免高压氨泵的气塞，液氨的温度比上述压力下的沸点最少低10℃，通过高压氨泵将压力提高到16.0MPa .出高压氨泵的液氨经加热到约70℃，送入高压喷射器，将高压洗涤器出来的甲铵液增压，一并送入高压甲铵冷凝器的顶部。
高压甲铵冷凝器的作用，是将液氨和气体CO2大部分冷凝成为甲铵液体。高压甲铵冷
凝器是立式管壳式热交换器，在上部管侧送入新鲜的液氨，含有NH3和CO2的汽提气以及循环返回系统的甲铵液，此物料是气液混合物，在约14.0MPa下送入，物料沿管子的内壁往下流，出口温度为168～170℃，NH3／CO2＝2.8～2.9。换热器的壳侧，用0.3MPa(143℃)的沸水冷却，甲铵的冷凝温度比水的沸点要高20℃，这样加料物中的蒸汽被冷凝，并反应生成甲铵，放出冷凝热和生成热，传给管外的沸水，产生0.3MPa的蒸汽，这种蒸汽在车间有许多用途。
蒸汽在四个汽包中与水分离。汽液混合物是通过上升管进入汽包的，而水由下降管回到高压冷凝器壳侧的底部。由于蒸汽的生成，在壳侧内水自然循环，蒸汽由汽包顶部离开，锅炉给水(蒸汽冷凝液)由泵送入下降管中。
高压冷凝器的操作要使进口的氨与二氧化碳不是全生成甲铵，大约有78％的NH3和70％的CO2冷凝成液体，而有一小部份仍然以气体存在，生成的甲铵液与未冷凝的气体，从底部各自的管子离开高压甲铵冷凝器，进入合成塔的底部。
甲铵生成的反应式: 2NH3+CO2 ===NH4COONH2 +119.2 GJ/kmol
（3）合成塔
合成塔是一个长的立式高压反应器，反应混合物自下而上通过。在温度为180～186℃和13.5～14.5MPa压力下，将甲铵转化为尿素，转化率为61％左右，再从内部的溢流管离开。塔内的液面必须保持比溢流管口稍稍高一些，并用合成塔出口处的控制阀控制。反应混合物中的气体从塔的顶部离开。
尿素生成的反应式:NH4COONH2====CO(NH2)2+H2O-15.5kj/mol
合成塔的容积，需保证反应混合物有足够的停留时间，以达到所要求的转化率。停留时间约为l小时。合成塔顶部的出气中，除NH3和CO2外，还有O2、N2、H2等惰性气体，它们是与CO2气一起加到反应系统中来的(约占5.5％，其中4.0％是防腐用的空气，而1.5％是由C02气从氨厂带来的杂质，主要是氢)。在合成塔顶部出口气相管上设有放空阀以便升温钝化时、合成塔超压时作放空、卸压用。
（4）高压洗涤器
合成塔顶部出气中的NH3和C02必须加以回收，而惰气则需放空，以避免在系统中积累，此过程是分别在高压洗涤器和0.6MPa的吸收塔中进行的。
高压洗涤器下部是直立管壳式浸没冷凝器，器内充满着液体，气体鼓泡向上通过，上部为鼓泡段，液体出鼓泡段，—部分经内溢流管返回浸没冷凝段底部，一部分外溢出去进入喷射泵(3201-L)的吸入口。这保证了气体与其冷凝液的充分混合，从而避免了固体甲铵
的生成。出口甲铵液的温度保持在160～165℃，为了防止冷却过度，管外用热水冷却。热水在一个封闭的加压系统中用循环水泵循环。
高压洗涤器出气由于其中含有少量H2和O2，当操作不正常时(浓度波动)有可能形成爆炸性混合物，为了避免爆炸，要求NH3和CO2在此不完全吸收，而将出气经减压阀送0.6MPa 吸收塔进一步吸收NH3和CO2，最后惰气经PC3715由塔顶放空。因为高压甲铵冷凝器中的压力要比高压洗涤器约高0.3MPa，因此，甲铵液必须在高压喷射器中用16.0MPa的液NH3喷射才能返回到反应系统中去。
（5）汽提塔(高压热交换器)
汽提塔是一个直立管壳式加热器，反应混合物在180～186℃下进入，向下流入管束并以液膜状态沿管壁往下流，然后在165～175℃下从底部离开。CO2气从底部进入，将溶液中的NH3和CO2赶出，但不可能全部赶出，因为在汽提塔中所供应热量受下列条件的限制：与工艺液体相接触的管子的温度不能高于200℃，否则会发生严重腐蚀，这就对蒸汽侧与工艺侧的温度提出了限制。总的热交换面也有限制，因为过多的管子将造成液体分布不均匀而使汽提效率降低，而过长的管子使液体停留时间过长，会使缩二脲生成及尿素水解反应加剧。实际上约有85％的NH3及75％的CO2从反应混合物中被汽提出来，同时也有一些水蒸发出来。出口液体含有NH3 6.0～8.0％(Wt)。汽提塔顶部出气要送入高压甲铵冷凝器的顶部，所以汽提塔的压力应比高压甲铵冷凝器略高一些。汽提塔所用的饱和蒸汽压力为 2.0MPa 。离开汽提塔底部的工艺液体，由一个用液面减压阀控制使汽提塔的底部保持一定的液位，以防CO2随同液体排出。
（6）循环系统
离开汽提塔的尿液经控制阀减压到0.15～0.25MPa，喷洒在精馏塔的填料床上，由于减压的结果，尿液中的一部分甲铵分解，所需的热由溶液本身供给，从而使溶液的温度下降到105～110℃。
溶液从精馏塔底进入循环加热器，在此溶液的温度升高到130℃左右，其结果是甲铵又一次分解。在精馏塔底部的分离器中进行液气分离，气体通过填料床上升，被从上往下流的冷尿液所冷却。使气体中所含的水蒸汽被部分冷凝。离开精馏塔底部的尿液经过控制阀流入闪蒸槽；离开精馏塔的气体与3708－C来的液体一起送入低压甲铵冷凝器的底部。低压甲铵冷凝器为浸没式，为了取走甲铵生成热与冷凝热，用调温水冷却.低压甲铵冷凝器顶部的气液混合物流入液位槽进行气液分离，大部分甲铵液靠此重力差循环回低压甲铵冷凝器，而一部分从底部流出，用甲铵泵送入高压洗涤器的顶部。
在液位槽的底部，用一个漏斗形出口管与低压甲铵冷凝器相连。使甲铵溶液在低压甲铵冷凝器与液位槽之间构成自然循环使气液良好混合，从而使在冷却器表面上生成甲铵结晶的机会减小。从液位槽的液体中分离出来的气体及3708-C的气体进入低压洗涤器，在低压洗涤器中，在填料床上用吸收塔来的甲铵液洗涤，除惰气外全部气体被吸收下来。在底部收集的甲铵液用循环泵经由循环冷却器循环回到低压洗涤器的填料床上，用这种增加喷淋密度的方法可以增强吸收效果，并可使在填料床中放出的冷凝热与甲铵生成热在冷却器中被冷却水移走。
低压洗涤器底部装有溢流管，以保持恒定的液面。生成的甲铵液经过溢流管流入液位槽中的漏斗管，循环回到低压甲铵冷凝器。未冷凝的气体离开低压洗涤器的顶部，经过控制阀进入3308-C进行吸收，吸收后的液体排入氨水贮槽，气体放空入大气。PC3304控制整个循环系统的压力，并经常通蒸汽保温，以防甲铵结晶堵塞。
精馏塔底出来的溶液减压后流入闪蒸槽，闪蒸槽中保持低度真空，约0.045MPa.在溶液减压时，少量的NH3同较大量的蒸汽从溶液中逸出，使溶液的温度从130℃左右降到90～95℃，得到的尿素溶液的浓度约为73％.流入尿液贮槽。
（7）蒸发与回收
蒸发系统是将尿素溶液中的水蒸发，浓缩成最终浓度为99.7％(重量)的尿液。在蒸发过程中温度不宜太高，以减少缩二脲的生成。然而在尿素溶液逐渐浓缩的过程中，温度也不能太低，以免结晶生成，整个蒸发过程是在两个不同的真空度下进行的，第一段的操作条件为：压力0.032MPa，最终温度为130℃，最终浓度95％，第二段的操作条件为：压力0.0034MPa，最终温度140℃，一段蒸发器的液、蒸汽混合物是在一段分离器(3401-F)中分离的，它位于蒸发器的顶上。浓缩后的尿素溶液经过一个U形管离开一段分离器进入二段蒸发器，最终使溶液浓缩到99.7%。
一段蒸发分离器分离出的水蒸汽进入一段洗涤器内，用尿素含量约35%（重量）的溶液洗涤。洗涤液来自循环泵。洗涤液和回收的尿素在一段洗涤器内从蒸汽中分离。以尿素含量约35%（重量）溶液形式回收的尿素，经流量控制阀送至尿液贮槽。而洗涤后的蒸汽，送往一段蒸发冷凝器（3702-CA）冷凝。真空度由一段蒸发喷射器（3701-L）产生，离开一段蒸发喷射器的蒸汽再进入一段蒸发尾气回收冷凝器（3702-CB）进一步冷凝，冷凝后的液相排入氨水贮槽，气相则进入烟囱放空。
二段蒸发分离器分离出的水蒸汽进入二段洗涤器内，用尿素含量约15%（重量）的循环液洗涤。循环液来自循环泵。洗涤液和回收的尿素在二段洗涤器内从蒸汽中分离。以尿
素含量约15%（重量）溶液形式回收的尿素，经液位控制阀（LV3402）连续送入一段洗涤器。洗涤后的蒸汽通过升压喷射器升压至0.012MPa，与驱动蒸汽一起进入二段蒸发器的第一冷凝器。蒸发器的真空度由升压器、两个喷射器及二个冷凝器产生。
二段蒸发的真空度不需要自动控制，因为压力愈低，蒸发愈好。回收系统的稀氨水，部分经LC3403连续不断地提供，部分在洗涤一段洗涤器和二段洗涤器除沫器的过程中经LV3402和LV3403周期性提供。
离开二段分离器底部的尿素熔体经过大气腿由尿素熔融泵送入造粒塔顶的喷头。当喷头以合适的速度旋转时，尿素熔体被洒成大小合适的小液滴分布在造粒塔的整个截面上，当它们下降时因冷却而固化。结晶热被上升的空气流带走，由于空气的温升使造粒塔在自然通风下有足够的空气流过。
（8）解吸
在闪蒸槽及蒸发系统中蒸发出来的水蒸汽在相应的冷凝器中冷凝后，含有少量的尿素、氨和二氧化碳，经过大气腿流入氨水贮槽，此贮槽在内部用隔板分成三室，一个大的和两个小的，隔板在接近槽的底部开了两个小孔，这样使各室的液面取齐，但各室的液体又不可能完全混合。
从闪蒸槽冷凝器来的冷凝液含的氨最多，被引入一个小室中，它与闪蒸槽冷凝液泵相连接。从蒸发冷凝器来的含有少量尿素和氨的冷凝液流入另一小室中，它被送到解吸塔的顶部。进入解吸塔的液体经过各层塔板上的溢流管逐层流下，从塔底出去。蒸汽直接从塔底加入，通过塔板上的浮阀向上流动。由于液体与蒸汽的逆流接触，液体中的NH3和C02愈来愈少，其结果是离开塔底的液体中几乎不含NH3和C02，而离开塔顶的蒸汽中含有全部解吸出来的NH3、C02及水蒸汽。循环回到反应系统中去。塔底部的出口液体后送至合成车间（或下水道），甲醛注入蒸发尿液中，其目的主要是提高成品尿素的颗粒强度，从而提高尿素产品质量。通常甲醛的注入量以成品分析甲醛含量为准，成品中甲醛含量控制在0.08～0.25% 。
尿素的工业发展过程 化学工程 2008级工程硕士 摘要对尿素工业发展历史进行介绍，简述了尿素工业化过程、体系结构与发展趋势 1、尿素简介 尿素，H2NCONH2学名碳酰二胺化学名称为脲，或者碳酰胺，以氨和二氧化碳合成的一种主要的氮肥。因人及哺乳动物的尿液中含有这种物质而得名，白色针状或柱状结晶，熔点132.7℃，常压下温度超过熔点即分解。现在是一 种常见而普通的化工产品，但是它的发现特别是人工合成、工业化一系列过程 却非常有意义，即体现近代工业发展的情况，更是对人类哲学、宗教理念的一 次冲击。当然现在尿素不仅作为肥料给我们带来的是农作物的高产，同时也广 泛应用与工业作为高聚合材料、多种添加剂、医药、试剂等方面。 2、尿素的发展史 尿素最先在动物的排泄物中发现。第一次得到尿素结晶是1773年，化学 家鲁埃勒（Rouelle）蒸干人尿而得。第一次得到纯尿素是1798年富克拉伊（Rourcray）等人从尿素硝酸盐中制的。 人类历史上，第一次用人工的方法从无机物中制的尿素，是在1824年，德国化学家武勒(Friedrich Wohler)使用氰酸与氨反应，产生了白色的尿素，而且证明其与从尿液中提取的尿素一样。打破了当时生命力论的理论，即有机体 内的含碳化合物是由奇妙的“生命力”造成，无法用人力取得，只能由有机物 产生有机物。这次实验的成功，成为现代有机化学兴起的标志。同时在哲学上 也是一场革命。 在这之后，又出现了50多种制备尿素的方法。但是这些方法或者原料难取、或者有毒、或者难以控制、或者不经济，最终都未工业化。1868年俄国化学家巴扎罗夫找到工业化的基础反应办法，即将氨基甲酸铵和碳酸铵长期加热 而达到尿素。 现代工业都是以氨与二氧化碳为原料生产尿素。世界上第一座这样的工厂是德国的法本公司于1922年在Oppau建成投产的，采用热混合气压缩循环。
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CO 2气体将所含液滴分离后进入CO 2 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CO 2 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。
化肥厂尿素生产工艺流程简介 1.尿素的物理性质:化学名称叫碳酰二胺,分子式为CO(NH2)2,分子量为60.06.含氮量为46.65%,是含氮量最高的固体氮肥.因为人类及哺乳动物的尿液中含有这种物质,并且由鲁爱耳在1773年蒸发人尿是发现了它,故称为尿素.尿素为无色,无味,无臭的针状或棱状结晶.在20-40度温度下,晶体的比重为1.335克/cm3.尿素易溶于水和氨,也溶于醇,包装和贮存要注意防潮. 2.尿素的用途和产品标准.主要用作肥料,饲料和工业原料.在工业上尿素作为高聚物的合成原料,用来制成甲醛树脂,用于生产塑料,涂料和黏合剂.尿素也用于医药,制革,颜料等部门.国家指标GB2440--91尿素技术指标. 3.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,水和惰性物小于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.尿素的生产办法和过程尿素的合成分两步进行,主要化学反应 为:NH3(液)+CO2(气)==NH4COONH3=Q NH4COONH2==CO(NH2)+H2O-Q工业过程为1.液氨与二氧化碳的净化与提压输送2.液氨与二氧化碳合成 尿素3.尿素熔融物与未反应物的分离与回收4.尿素溶液的蒸发,造粒. 老系统选用的是水溶液全循环法.该法是利用碳酸稀溶液吸收未反应的氨与二氧化碳生成甲胺或碳酸氨溶液,再利用循环泵送回合成塔,由于未反应的氨和二氧化碳呈水溶液形态进行循环,故动力消耗较小,流程也较简单,投资也省.
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。 1、2、3 合成和汽提 生产原理:合成塔、气提塔、高压甲铵冷凝器和高压洗涤器四个设备组成高压圈，这是本工艺的核心部分，这四个设备的操作条件是统一考虑的，以期达到尿素的最大产率和最大限度的热量回收。 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，液相加气相物料N/C(摩尔比)为2.9—3.2，温度为165--172?。合成塔内设有11块塔板，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。物料从塔底至塔顶，设计停留时间1小时，二氧化碳转化率可达58%，相当于平衡转化率90%以上。 尿素合成反应液从塔内上升到正常液位，温度上升到180--185?，经过溢流管从塔下出口排出，经过合成塔出液阀(HPV2201)汽提塔上部，再经塔内液体分配器均匀地分配到每根气提管中，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，尿液在气提管均匀分配并在内壁形成液膜下降，内壁液膜是非常重要的，否则气提管将遭到腐蚀，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，气提管外以蒸汽加热，合成反应液中过剩氨及未转化的甲铵将被气提气蒸出和分解，从塔顶排出，尿液及少量未分解的甲铵从塔底排出，气提塔出液温度控制在165--174?之间。塔底液位控制在40--80%左右，以 防止二氧化碳气体随着液体流至低压分解工段造成低压设备超压。
一分厂生产流程及说明 一分厂生产流程 生产流程说明 原料煤利用蒸汽和空气为气化剂，在煤气发生炉内产生半水煤气，经一次脱硫、变换、二次脱硫、脱碳、精脱硫、甲醇、烃化等工艺将气体净化，除去各种杂质后，将纯净的氮氢混合气压 缩到高压，并在高温、有催化剂存在的情况下合成为氨。脱碳解吸岀来的二氧化碳经净化和压缩 后，与氨一起送入尿素合成塔，在适当的温度和压力下，合成尿素, 经蒸发、造粒后包装销售。 粗甲醇经精馏得到精甲醇销售。 各工段流程 1造气工段 工艺流程说明： 采用间歇式固定常压气化法，即在煤气发生炉内，以无烟块煤或焦炭为原料，并保持一定的炭层，在高温下，交替地吹入空气和蒸汽，使煤气化，以制取合格的半水煤气。经除尘、热量回用降温后送入气柜。自上一次开始送风至下一次开始送风为止，称为一个工作循环，每个循环分吹风、上吹、下吹、二次2、一脱工段 上吹和吹净五个部分。 来自造气的半水煤气，经半水煤气气柜出口冷洗塔除去部分粉尘，煤焦油等杂质并降低一定温度后由萝茨风机加压送到冷却清洗塔下段降温、除尘后进入脱硫塔，脱除部分H 2S,然后进入冷却清洗塔上段降温后，经静电除焦除去焦油等杂质后送往压缩一入。目前使用的脱硫方法为栲胶脱硫法。
3、变换工段 流程说明： 半水煤气经除油器除去气体挟带的油等杂质后，一氧化碳与水蒸汽借助于催化剂的作用，在一定的温度下变换成二氧化碳和氢气。通过变换既除去了一氧化碳，又得到了制合成氨的原料气氢和制尿素所需的原料气二氧化碳，使热量得到有效回收。本工段采用全低变工艺进行变换。 4.二次脱硫 流程说明： 变换气经过气液分离器后进入脱硫塔脱除变换气中的H 2S 后送往压缩三入。并经溶液再生，提取单质硫。米用栲胶脱硫法脱硫。 利用二氧化碳气体在碳丙液中溶解度大的特点，除去变换气中的二氧化碳，净化气经精脱硫脱除微量硫后送往压缩四段。二氧化碳气体经净化、压缩，送至尿素合成塔。碳丙液对CO的吸收在低压下符合亨利定律，因此采用加压吸收，减压再生
尿素硝铵溶液(U A N)在农业中的应用
尿素硝铵溶液(UAN)在农业中的应用 一、尿素硝铵溶液的基本情况 尿素硝铵溶液（Urea Ammonium Nitrate solution）, 简称UAN溶液，国外也称为氮溶液（N solution）, 是由尿素、硝铵和水配制而成。尿素硝铵溶液的生产始于上世纪70年代的美国，目前已得到广泛使用。2012年全球尿素硝铵溶液的产量超过2000万吨，其中美国占了全球产量的三分之二，达到1360万吨，法国200万吨，其它如加拿大、德国、白俄罗斯、阿根廷、英国、澳大利亚等国的产量在100万吨以内。我国是氮肥生产大国，但尿素硝铵溶液的生产刚刚开始。在国际市场上一般有3个等级的尿素硝铵溶液销售，即含N 28%, 30% 和32%。不同含量对应不同的盐析温度，适合在不同温度地区销售。含N28%的盐析温度为-18℃，含N 30%的盐析温度为-10℃，含N32%的盐析温度为-2℃。在尿素硝铵溶液中，通常硝态氮含量在6.5～7.5%，铵态氮含量在6.5～7.5%，酰胺态氮含量在14～17%。 表1、几种常见尿素硝铵溶液的配方及性质 原料/性质含N 28%含 N 30%含 N 32% 41%44%47% 硝酸铵 32%34%37% 尿素 27%22%16% 水 1.283 1.303 1.320 比重 -18℃-10℃-2℃ 盐析温度 由于灌溉设备和施肥机械的推广，美国在上世纪六十年代以前已经大量使用氨水和液氨。由于这两种液体氮肥存在安全问题，因此在贮藏、运输和施用过程中都有特别的设备和操作要求。尿素硝铵溶液是一种常压下的稳定产品，对设备和操作要求均比氨水低。该溶液除含有铵态氮外，还有其它氮形态。肥效上也优于氨水。特别是硝酸铵原料，作为固体原料存在危险性，但与尿素配成溶液后，消除了它的可燃性和爆炸性，十分安全。因此尿素硝铵溶液一推出市场，比氨水液氨更受欢迎。 尿素硝铵溶液将三种氮源集中于一种产品，可以发挥各种氮源的优势。硝态氮可以提供即时的氮源，供作物快速吸收。铵态氮一部分被即时吸收，一部分被土壤胶体吸附，从而延长肥效。尿素水解需要时间，尤其在低温下通常起到长效氮肥的作用。为减少氮的淋溶损失，现在在尿素硝铵溶液中通常会加入硝化抑制剂和脲酶抑制剂。
尿素生产原理、工艺流程及工艺指标 字体大小：大- 中- 小xxrtjx发表于09-12-21 11:35 阅读(65) 评论(0) 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。 1、2、3 合成和汽提 生产原理：合成塔、气提塔、高压甲铵冷凝器和高压洗涤器四个设备组成高压圈，这是本工艺的核心部分，这四个设备的操作条件是统一考虑的，以期达到尿素的最大产率和最大限度 的热量回收。 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，液相加气相物料N/C（摩尔比）为2.9—3.2，温度为165--172℃。 合成塔内设有11块塔板，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。物料从塔底至塔顶，设计停留时间1小时，二氧化碳转化率可达58%，相当于平衡转化率90% 以上。 尿素合成反应液从塔内上升到正常液位，温度上升到180--185℃，经过溢流管从塔下出口排出，经过合成塔出液阀（HPV2201）汽提塔上部，再经塔内液体分配器均匀地分配到每根
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
尿素的标准化学知识点归纳 尿素的标准化学知识点归纳 尿素的标准 1主题内容与适用范围 本标准规定了尿素的技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存。本标准适用于由氨和二氧化碳合成制得的尿素。其主要用途为农业肥料、塑料、树脂、涂料、医药等工业部门的原料。 分子式：CO(NH2)2 相对分子质量：60.055(根据1987年国际相对原子质量表) 2引用标准 GB/T2441尿素总氮含量的测定蒸馏后滴定法 GB/T2443尿素中缩二脲含量的测定分光光度法 GB/T2444尿素中水分的测定卡尔·费休法 GB/T2445工业用尿素铁含量的测定邻菲 GB/T2446工业用尿素碱度的测定容量法 GB/T2447工业用尿素水不溶物含量的测定重量法 GB/T2448尿素粒度的测定筛分法 GB8569固体化学肥料包装 GB/T13256工业用尿素硫酸盐含量的.测定目视比浊法 3技术要求
3.1外观：颗粒或结晶。 3.2尿素应符合表1的要求： 表1尿素技术指标％ 指标名称:工业用农业用 优等品一等品合格品优等品一等品合格品 总氮(N)含量(以干基计)≥46.346.346.346.346.346.0 缩二脲含量≤0.50.91.00.91.01.5 水分(H2O)含量≤0.30.50.70.50.51.0 铁含量(以Fe计)≤0.00050.00050.0010 碱度(以NH3计)≤0.010.020.03 硫酸盐含量(以SO4-2计)≤0.0050.0100.020 水不溶物含量≤0.0050.0100.040 粒度(φ0.85～2.80mm)≥909090909090注：结晶状尿素不控制粒度指标。4试验方法 4.1总氮含量的测定按照GB/T2441的规定进行。 4.2缩二脲含量的测定按照GB/T2443的规定进行。 4.3水分的测定按照GB/T2444的规定进行。 4.4铁含量的测定按照GB/T2445的规定进行。 4.5碱度的测定按照GB/T2446的规定进行。 4.6硫酸盐含量的测定按照GB/T13256的规定进行。 4.7水不溶物含量的测定按照GB/T2447的规定进行。 4.8粒度的测定按照GB/T2448的规定进行。 5检验规则
经蒸发、造粒后包装销售。粗甲醇经精馏得到精甲醇销售。 二氧化碳经净化和压缩后，与氨一起送入尿素合成塔，在适当的温度和压力下，合成尿素，的氮氢混合气压缩到高压，并在高温、有催化剂存在的情况下合成为氨。脱碳解吸出来的换、二次脱硫、脱碳、精脱硫、甲醇、烃化等工艺将气体净化，除去各种杂质后，将纯净 原料煤利用蒸汽和空气为气化剂，在煤气发生炉内产生半水煤气，经一次脱硫、变生产流程说明 一分厂生产流程 一分厂生产流程及说明 1、造气工段 工艺流程说明： 采用间歇式固定常压气化法，即在煤气发生炉内，以无烟块煤或焦炭为原料，并保持一定的炭层，在高温下，交替地吹入空气和蒸汽，使煤气化，以制取合格的半水煤气。经除尘、热量回用降温后送入气柜。自上一次开始送风至下一次开始送风为止，称为一个工作循环，每个循环分吹风、上吹、下吹、二次上吹和吹净五个部分。 各工段流程 2、一脱工段除去焦油等杂质后送往压缩一入。目前使用的脱硫方法为栲胶脱硫法。 S，然后进入冷却清洗塔上段降温后，经静电除焦2后进入脱硫塔,脱除部分H 油等杂质并降低一定温度后由萝茨风机加压送到冷却清洗塔下段降温、除尘 来自造气的半水煤气，经半水煤气气柜出口冷洗塔除去部分粉尘，煤焦
3、变换工段 流程说明： 半水煤气经除油器除去气体挟带的油等杂质后，一氧化碳与水蒸汽借助于催化 剂的作用，在一定的温度下变换成二氧化碳和氢气。通过变换既除去了一氧化碳， 又得到了制合成氨的原料气氢和制尿素所需的原料气二氧化碳,使热量得到有效回 收。本工段采用全低变工艺进行变换。 4.二次脱硫 流程说明： 变换气经过气液分离器后进入脱硫塔脱除变换气中的H2S后送往压缩三入。并经溶液再生，提取单质硫。采用栲胶脱硫法脱硫。 利用二氧化碳气体在碳丙液中溶解度大的特点，除去变换气中的二氧化碳，净 化气经精脱硫脱除微量硫后送往压缩四段。二氧化碳气体经净化、压缩，送至尿素 合成塔。碳丙液对CO2的吸收在低压下符合亨利定律，因此采用加压吸收，减压再生。
1840年，德国科学家李比希在总结前人研究成果的基础上，批判了腐质营养学说，提出了矿质营养学说。李比希矿质营养学说的创立为化肥工业的兴起奠定了理论基础，也为解决世界粮食问题和提高人们的生活水平做出了巨大贡献。1843年，第一种化学肥料——过磷酸钙在英国诞生.1861年，德国首次开采钾盐矿。1907年，意大利生产了石灰氮。 在近一个半世纪中，全世界已生产和使用了数十种含有单一或两种以上植物必需营养元素的化肥，为世界农业做出了重大贡献。 我国使用化肥的历史始于1901年，台湾省从日本引进了肥田粉(硫酸铵即氮肥)用在甘蔗田里，距今也有100多年的历史。 就世界范围讲，德国的“哈伯——博施”开发的合成氨工艺于1913年实现工业化后，氮肥工业进入了新的纪元。随着工业的发展和技术的进步，合成氨绝大部分用来生产氮肥。 氮肥在化肥领域中所占比重最大，对农业产量的影响也最大。据联合国粮农组织统计，1950年-1970年，世界粮食增产近一倍，其中因扩大播种面积面增产的粮食占22％，提高单位面积产量增产的粮食占78％。在提高的单产中，施用化肥的作用占40%-60%. (附) 中外施肥量比较 人均耕地面积平均施肥量每千克化肥产谷物量 (公顷) (千克／公顷) (千克) 英国0.104 275.5 23.4 德国0.144 197.2 29.0 法国0.316 305.4 91.5 中国0.174 154.0 20.2 化肥增产效果 作物试验数增产率每kg有效元素增产kg数 (公顷) (％) 氮五氧化二磷氧化钾 水稻 829 40.8 9.1—13.4 4.7—9.7 1.6-4.9 小麦 1260 56.6 9.1—13.4 4.7—9.7 1.6-4.9 玉米 629 46.1 9.1—13.4 4.7—9.7 1.6-4.9 皮棉 62 48.6 1.2 0.56 0.9 油菜 64 64.4 4.0 6.3 0.63 我国化肥生产量与消耗量(万吨) 年总量氮肥五氧化二磷氧化钾 N：P2o5:K2o 化肥生产量(有效成分) 1980 12321 9993 2308 20 1:0.23:0.002 1990 18799 14637 4116 46 1:0.28:0.003 2000 31857 23981 6630 1246 1:0.28:0.052 化肥消耗量(有效成分) 1980 12694 9425 2882 387 1:0.31:0.041 1990 25903 17480 6452 1971 1:0.37：0.113 2000 4140 25145 9729 6590 1:0.39:0.262 来源：氮肥工业协会 回眸1998年以来中国化肥产业改革十年的风雨历程，我们不难发现，中国化肥工业一路辉煌的背后，飘扬着一面自主创新的大旗。从单质肥起步到硫酸钾复合肥在全国兴起，从
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。
一、填空题（每空1分共20分） 1.尿素合成反应原理为：（1）2NH3（液）+CO2（气）= NH2COONH4（液）+Q1，，（2）NH2COONH4（液）= CO（NH2）2（液）+H2O（液）-Q2 2.合成塔原始开车投料前，升温至150℃是为了使液氨与二氧化碳气体反应得到液态甲铵；升压至80-100公斤/厘米2是为了使液态甲铵不分解。 3. 中压吸收塔顶部气相出口温度，是由顶部氨水浓度和中压系统压力所决定的。此温度可看作是一定压力下浓氨水的沸点温度。 4. 尿素合成塔压力指标是19.8±0.2MPa、尿素合成塔顶部温度指标为188±2℃。 5. 影响缩二脲生产的因素可以归纳为三大类：氨分压、停留时间、尿液的温度。 6．成品尿素粒度差的原因有两方面：机械原因，和化学原因。 7. 合成塔操作的主要工艺指标是：压力、温度、进料物料中的氨碳比与水碳比。 8. 原始开车投入二氧化碳前，一甲泵应慢速送少量氨水入塔。短期停车后的开车投入二氧化碳前，一甲泵不能先送氨水入塔，而是等投二氧化碳后，要根据一段吸收塔的操作情况尽量晚送一甲液。 二、选择题：（每题3分共24分） 1、中压泄压至（D ），停空压机。 A 0.4MPa左右 B 0.6MPa左右 C 0.2MPa左右 D 0.8MPa左右 2、在NH3/CO2分子比不变, H2O/CO2 (分子比)增高, 塔底温度增高, 塔顶温度( B ) A 增高 B 降低 C 不变 3、氨循环的目的是（ABD ） A 合成塔衬里焊缝及塔的密封处是否泄漏B一段循环密封处是否泄漏 C 升压 D 检查氨冷凝器的冷凝情况 4、合成塔原始开车出料时会出现的现象（ABCDE） A塔顶温度会突然升高B合成塔压力突然上升C预分离的温度出现降低的拐点 D中压分解塔分离器出现液位E中压吸收塔底部温度上升 5、合成塔温度的选择是以( A ) 作主要因素 A 材料耐腐蚀能力 B 反应速度 C 反应温度 D 合成塔压力 6、尾吸系统爆炸的措施: ( ACD ) A防止静电作用，泄压应该缓慢 B加快气体流速，将爆炸气体快速放出 C尾气放空管与蒸汽喷射泵蒸汽出口汇合在一起，冲稀可爆炸气体的成分 D注意防止在易爆的设备内产生气流瞬时冲击 7、顶底回流氨的分配比例一般是：顶部占( E )，底部占( A )，实际可随负荷变化而适当调整，在低负荷时，底回流氨可不加。 A 20％ B 30％ C 50％ D 70％ E 80％ 8、一分塔分离器无液位出现( AB ) A中压分解回收系统压力下降，低压分解回收系统超压。 B中压吸收塔鼓泡段温度出现下降 C中压吸收塔鼓泡段温度出现上升 D一甲液中尿素含量上升，一甲泵转速加快 三、问答题： 1、请写出氨中毒的急救方法（20分） 答：皮肤接触：立即脱去被污染的衣着，应用2%硼酸液或大量清水彻底冲洗，就医。眼
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CO ２气体将所含液滴分离后进入CO 2 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CO ２ 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。
年产万吨尿素合成 工艺设计 1
年产8000吨尿素合成工艺设计 2
目录 摘要 .................................................................... 错误!未定义书签。ABSTRACT ......................................................... 错误!未定义书签。 第一章总论................................................ 错误!未定义书签。 1.1 概述 ................................................................ 错误!未定义书签。 1.1.1 尿素的性质及用途 ..................................... 错误!未定义书签。 1.1.2 市场需求 ..................................................... 错误!未定义书签。 1.2 文献综述 ........................................................ 错误!未定义书签。 1.3 设计任务来源 ................................................ 错误!未定义书签。 第二章尿素生产工艺流程........................ 错误!未定义书签。 2.1 生产方法的确定 ............................................ 错误!未定义书签。 2.2 工艺流程叙述 ................................................ 错误!未定义书签。 2.3 工艺流程简图 ................................................ 错误!未定义书签。 第三章工艺计算........................................ 错误!未定义书签。 3.1物料衡算......................................................... 错误!未定义书签。 3.1.1产量及产品质量与消耗定额 ..................... 错误!未定义书签。 3.1.2 计算条件的确定 ........................................ 错误!未定义书签。 3.1.3 CO2压缩系统............................................. 错误!未定义书签。 3.1.4 尿素合成塔 ................................................. 错误!未定义书签。 3.1.5 预分离器 ..................................................... 错误!未定义书签。 3
农业生产基本常识 洪殿玉 一、农业生产常用的名词概念 1、土壤耕作：是根据作物生长对土壤的要求，应用机械的方法，建立土壤的良好耕层构造，以达到调节土壤中的水分、养分、空气、热量等理化及生物学性状，消除杂草和病虫害，提高土壤肥力等所采用的一系列技术措施。 2、土壤耕作主要内容：松、翻、耙、中耕、镇压。 3、作物生育期：从出苗到成熟所经历的天数。 4、作物的生育时期：指某一形态特征出现变化后持续的一段时间，并从该时期始期至下一时期始期止之间所经历的天数。 5、作物的物候期：是指作物生长发育在一定外界条件下所表现出的形态特征，人为的制定一个具体标准，以便科学的把握作物的生育进程。例如：水稻出苗；不完全突破芽鞘；叶色转绿。 6、种子：由胚珠发育而成的繁殖器官，在农业生产上，种子是最基本的生产资料。凡是农业生产上可直接用做播种材料的植物器官都成为种子。 7、种子萌发需要的生态条件：水分、温度、氧气、光照、二氧化碳。 8、土壤肥力：土壤提供和协调植物生长发育所需要水分、养分、空气和热量的能力。 9、冻融交替和干湿交替：冻融交替是通过气温在零度以下时，
使液态水变为固态水，体积膨胀，扩大了孔经，而土体缩小，涨破了原来的结构，在春季解冻后形成了疏松多孔的土壤；干湿交替是土壤干和湿的过程中，土体涨缩破坏了原来的结构而变得疏松。 10、春化现象：作物要求经过一定的向低温以后才能开花1结实的现象。例如：小麦在苗期需要经受一段时间的低温，即对低温的范围和作用的时间都有一定的要求，只有满足这一要求之后，才能开花结实。 11、土壤墒情：我们习惯上把土壤的含水量状况称为土壤墒情。 12、肥料三要素：作物正常生长发育需要碳、氢、氧等十几种营养元素，其中氮、磷、钾需要较多，而土壤中可提供的有效含量一般都不足，常常须通过施肥来满足作物生长的要求。所以称他们为肥料三要素。 13、肥料利用率：是指一季作物对肥料中养分吸收的数量与施用肥料有效养分含量的百分数。 14、根瘤菌：是一种无芽孢单生的好气性杆状细菌，具有固氮能力，它存在于土壤中及某些作物的根瘤里。 15、犁底层：在耕作层以下，一般厚约5－10cm，它是由于耕作农具多年的挤压，人畜践踏的静水压力所形成的。 16、微生物肥料：用科学的方法，从土壤中分离出有益的微生物，经人工选育和大量繁殖，制成各种菌剂，用做肥料施入土中，这些菌剂通称微生物肥料，简称菌肥。 17、径流：降水从地表或地下进入河流中的水流，从地表进入
编号：TQC/K750尿素生产安全技术完整版 Through the proposed methods and Countermeasures to deal with, common types such as planning scheme, design scheme, construction scheme, the essence is to build accessible bridge between people and products, realize matching problems, correct problems. 【适用制定规则/统一目标/规范行为/增强沟通等场景】 编写：________________________ 审核：________________________ 时间：________________________ 部门：________________________
尿素生产安全技术完整版 下载说明：本解决方案资料适合用于解决各类问题场景，通过提出的方法与对策来应付，常见种类如计划方案、设计方案、施工方案、技术措施，本质是人和产品之间建立可触达的桥梁，实现匹配问题，修正问题，预防未来出现同类问题。可直接应用日常文档制作，也可以根据实际需要对其进行修改。 尿素(H2NCONH2)，又称脲或碳酰胺，白色晶体，相对分子质量在60．055。尿素大量存在于人类和哺乳动物的尿液中。尿素溶于水、乙醇和苯，几乎不溶于乙醚和氯仿。 尿素含氮量居固体氮肥之首，达46％以上为中性速效肥料，施于土壤中不残留使土壤恶化的酸根，而且分解出来的二氧化碳也可为植物所吸收。 尿素在工业上的用途亦很广泛，可用于制造脲醛树脂、聚胺酯等高聚物的原
. 化肥厂尿素生产工艺流程简介分子量为CO(NH2)2,,分子式为1.尿素的物理性质:化学名称叫碳酰二胺因为人类及哺乳动物的尿液是含氮量最高的固体氮肥46.65%,.60.06.含氮量为尿故称为尿素.年蒸发人尿是发现了它,中含有这种物质,并且由鲁爱耳在17731.335,晶体的比重为在20-40度温度下无味素为无色,,无臭的针状或棱状结晶.. ,包装和贮存要注意防潮尿素易溶于水和氨,也溶于醇克/cm3.在工业上尿素作.主要用作肥料,饲料和工业原料2.尿素的用途和产品标准.尿素也用.用于生产塑料,涂料和黏合剂为高聚物的合成原料,用来制成甲醛树脂,. 尿素技术指标国家指标GB2440--91,制革,颜料等部门.于医药,液氨是合成氨厂的主要产品生产尿素的原料主要是液氨和二氧化碳气体,3.合成尿素用的液氨要求纯度高于二氧化碳气体是合成氨原料气净化的副产品.铁锈等固体杂并不含催化剂粉,油含量小于10PPm,水和惰性物小于0.5%99.5%,15mg/Nm3. 硫化物含量低于98.5%,质.要求二氧化碳的纯度大于主要化学反应,尿素的生产办法和过程尿素的合成分两步进行4.)==NH4COONH3=Q 气液)+CO2(为:NH3(液氨与二氧化碳的净化与提压工业过程为 NH4COONH2==CO(NH2)+H2O-Q1. 2.液氨与二氧化碳合成输送. 造粒4.尿素溶液的蒸发,3.尿素尿素熔融物与未反应物的分离与回收该法是利用碳酸稀溶液吸收未反应的氨与二氧.老系统选用的是水溶液全循环法由于未反应的氨和二氧化,再利用循环泵送回合成塔化碳生成甲胺或碳酸氨溶液,. ,,,碳呈水溶液形态进行循环故动力消耗较小流程也较简单投资也省.. . ..
尿素岗位复习题 1为什么做尿素分析称量时要先加水? 答:这是因为所测的样品中主要为NH3、CO2、Ur,而这些组分都是比较易溶于水的,这样在取样过程中就不容易损失样品中的组分,使样品做的更准确. 2甲醛法测尿液中尿素时应注意什么? 答：（1）硝化完全。 （2）在用浓碱粗中和时，应逐滴加入，同时要不断冷却,特别是在临近终点时更要小心，以免由于碱过量而使氨分解造成结果偏低。 （3）滴定时溶液的体积尽可能大一些以降低酸度，避免亚甲基二胺硫酸盐的生成。 （4）滴定时要剧烈摇动，这有利于亚甲基二胺硫酸盐的分解。 3分析成品尿素中缩二脲的意义是什么？ 答：缩二脲是尿素的主要杂质之一，它对农作物有害特别是对叶面施肥，使作物对水份的吸收变坏氧化酶作用衰退，有害呼吸作用，因此要分析尿素中缩二脲的含量，指导工艺尽量把成品尿素中的缩二脲含量降低到最低程度。 4用甲醛法测定尿素进行硝化时，要注意一是浓硫酸的量要加足，二是硝化时不能把硫酸蒸干，为什么？ 答：硝化尿素时，加浓硫酸的目的是为了使尿素中的氮转化成硫酸铵，如浓硫酸加量不足加热分解试样时，就会出现白色结晶，则尿素消化不完全而造成结果偏低，应重新取样分析，并适当加大浓硫酸用量。加热分解试样时，如将硫酸蒸干，会引起硫酸铵的分解，使分析结果偏低。 5为什么要测定尿素中镍含量？ 答：尿素生产中氨基甲酸铵溶液能腐蚀不锈钢设备，通过分析尿素中含镍量可以了解高压设备腐蚀情况，以便工艺上及时处理，确保安全生产。 6酒石酸钾钠配制时要注意什么？为什么？ 答：要求酒石酸钾钠和氢氧化钠分别溶解后才能溶合。如一起溶解，会造成配制的溶液碱度低，进行比色测定时，引起结果偏高。 7尿素用球胆取样时应注意什么？ 答：（1）取样时应戴上防毒面具和手套；