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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。
1932年美国杜邦用直接合成法制取尿素氨水，1935年生产固体尿素，未反应物以氨基甲酸铵水溶液返回合成塔，形成了如今水溶液循环法的雏形。
中国尿素发展史中国尿素发展史是一部漫长而曲折的史诗。
自20世纪50年代以来，中国尿素行业经历了从无到有、从小到大、从依赖进口到自给自足，再到引领世界的重要变革。
以下是关于中国尿素发展史的详细描述。
在20世纪50年代初期，中国尿素生产技术尚不成熟，几乎全部依赖进口。
然而，中国政府坚定地意识到尿素作为重要化肥的重要性，开始积极引进国外技术。
1958年，我国第一套国产化尿素生产装置在南京建成投产，标志着中国尿素行业的诞生。
在接下来的几十年里，中国尿素行业经历了多次技术革新和产能扩张。
随着国内农业的快速发展，对尿素的需求不断增长，推动了中国尿素产业的蓬勃发展。
到20世纪80年代，中国尿素产能已经跃居世界前列。
进入21世纪，中国尿素行业迎来了更为广阔的发展空间。
一方面，国内农业持续增长，对尿素的需求稳步攀升；另一方面，随着科技的不断进步，尿素生产技术也在不断升级换代。
新型工艺、高效设备和环保技术的应用，为中国尿素产业的可持续发展注入了强大动力。
此外，中国尿素行业在国际市场上也取得了显著成就。
凭借着规模优势、成本优势和品质优势，中国尿素在国际市场上占据了重要地位。
如今，中国不仅是全球最大的尿素生产国和消费国，还是重要的出口国。
尽管中国尿素行业取得了令人瞩目的成就，但未来的发展仍面临诸多挑战。
资源短缺、环境压力、国际贸易环境的变化等因素都对中国尿素产业的可持续发展提出了更高的要求。
为了应对这些挑战，中国尿素行业需要进一步加强技术创新、节能减排和国际合作，以实现更加绿色、高效和可持续的发展。
回顾中国尿素发展史，我们深刻地认识到创新、合作与可持续发展对于一个产业的重要性。
正是凭借着不懈的努力和开拓进取的精神，中国尿素行业才得以不断发展壮大，为国家的农业发展和经济建设作出了巨大贡献。
在未来，我们相信中国尿素行业将继续书写更加辉煌的历史篇章。
国内尿素产能产量及需求分析一、尿素生产工艺尿素，又称脲、碳酰胺或碳酰二胺，常温常压下呈现白色晶体状，易溶于水，无臭无味，非易燃易爆品，熔点及沸点均高于100℃，属中性化学肥料。
根据等级，尿素可分为优等品和合格品（含氮量、水分、缩二脲等指标），此外，尿素还有大、中、小颗粒之分，其中大颗粒通常是由中小颗粒二次造粒形成的。
我国尿素生产工艺主要包括煤制、天然气和焦炉气制法三种，根据煤气技术，煤制尿素主要分为气流床工艺、固定床工艺、天然气工艺三种。
与固定床工艺相比，气流床工艺在能耗、加工、环保效益和原材料范围等方面具有明显优势，其中航天炉及水煤浆法是国内煤制尿素产业升级的主要方向。
中国“富煤少气贫油”的资源结构，决定了煤化工在我国尿素的生产中占有主导地位，2019年中国煤制尿素工艺产能占比达75.3%，天然气制尿素工艺产能占比25%，焦炉气制尿素工艺占比0.2%，目前国内尿素的产能扩张主要以煤化工为主。
二、尿素产能产量现状21世纪以来国内尿素市场实现快速发展，并于2015年分别达到8604万吨、7512万吨的产能和产量，2016年以来受供给侧改革及下游需求影响，尿素产能产量明显呈现下降趋势，2019年中国尿素有效产能为6621万吨/年，同比下降3.3%，尿素产量为5321万吨，同比增长4%。
我国尿素产能区域集中度较高，受煤炭资源分布影响，尿素产能主要集中在华北、华东、西北及华中地区，2019年产能占比分别达29.8%、21.7%、17%和12.7%，西南、东北及华南地区占比相对较小，按省份来看，主要以山东、河南、山西、新疆和内蒙古为主。
三、尿素进出口情况2015-2018年由于国际尿素新产能增加，同时国内尿素开工处于低位，出口价格偏高，尿素出口量整体呈现逐年下降态势。
2017年以来我国尿素出口实行零关税政策，出口目的地（印度、美国及墨西哥等）的尿素需求是影响我国尿素月出口量的主要因素。
2019年由于国际新增产能投放不及预期，印度尿素进口需求量较大，拉动国内尿素出口增量，全年中国尿素出口数量达494万吨，同比增长102.4%；尿素出口金额14.05亿美元，同比增长81.5%，出口均价为2843.56千美元/万吨。
尿素下游产品具体开发的资料Development and Application of Carbamide downstream ProductDevelopment and application of down stream products of urea 尿素不仅可作化肥使用，而且也是重要的化工原料。
当前(2010年)，我国尿素产能达到近6300万吨，而总需求量为5100万吨，有超过1000万吨的产能过剩。
可以说，现在(2010年)是有史以来国内尿素产能过剩最为严重的时期。
那么，能否通过延伸产业链，加大尿素下游产品的开发力度，消耗一部分产能，同时也增加企业的经济效益？尿素下游究竟有哪些产品值得开发呢？国内尿素下游产品的研发现状又如何？国外尿素产量中有30%用于日用、化工、医药、农药、合成树脂和橡胶等领域。
20多种下游产品可消耗近10%产能(2010年)据记者对中国石油大学、华东理工大学、云南师范大学、浙江工业大学等科研院校及部分生产企业调查了解到，以尿素为原料可以开发生产尿囊素、氰尿酸、氨基磺酸、三聚氰胺、异丁叉二脲、氨基甲酸甲酯、过碳酰胺、苯甲醛缩氨基脲、邻苯二甲酰亚胺、磷酸脲等20多种下游产品。
那么，这些下游产品消耗尿素的量究竟有多大？能否成为化解尿素过剩产能的一个重要渠道？据了解，这些尿素下游产品，既有上世纪七八十年代开发成功的，也有近两年仅进行了小试、中试，还没有产业化的。
上世纪在国内开发成功的尿素下游产品，主要有ADC发泡剂、氰尿酸、尿囊素、试剂尿素、脲醛树脂、缩二脲、异丁叉二脲、磷酸脲、三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐、过氧化尿素等。
ADC发泡剂在上世纪70年代就已经开发成功。
目前我国已成为世界上ADC发泡剂生产能力最大的国家。
中国氯碱工业协会ADC发泡剂专业委员会主任理事孔翠琴向记者介绍，目前全国ADC发泡剂年产量为15万～16万吨，生产1吨ADC发泡剂需消耗尿素2.5吨，因此ADC发泡剂行业一年消耗尿素的量为30万～40万吨。
尿素的生产发展史一、尿素的起源与早期应用尿素的起源可以追溯到1773年，当时瑞典化学家卢本·贝格曼首先从尿液中提取出尿素。
然而，对尿素的应用和生产方法的开发，经历了漫长的发展过程。
早期的尿素主要用于医药和农业领域，但当时的生产规模非常有限。
二、尿素工业化生产方法的发展随着科学技术的发展，尿素的工业化生产逐渐成为可能。
19世纪末，德国化学家赫尔曼·弗朗西斯克·伯奇特开发了一种通过氨和二氧化碳反应制取尿素的方法，这标志着尿素生产进入了工业化时代。
此后，尿素的生产逐渐在全球范围内得到推广和应用。
三、尿素生产技术的不断改进与提升在尿素工业化生产的过程中，生产技术不断得到改进和提升。
20世纪初，科学家们发现了尿素合成反应的催化剂，使得反应效率大幅提高。
此外，随着工艺流程的优化和技术进步，尿素的产量和纯度也得到了显著提升。
四、尿素在农业领域的应用及推广尿素的早期应用主要集中在农业领域。
在20世纪初，农业科学家们开始研究如何将尿素应用于农业生产中。
通过不断的试验和研究，尿素的肥效得到了肯定，并逐渐在农业生产中得到广泛应用。
随着农业技术的发展，尿素的施用方法也不断改进，提高了农业生产的效益。
五、尿素生产过程中的环境保护与可持续发展随着环保意识的提高，尿素生产过程中的环境保护和可持续发展逐渐受到关注。
现代尿素生产厂通常采用先进的环保技术和设备，以减少废气、废水和固废的产生。
此外，通过合理利用资源和提高能源利用效率，实现尿素的可持续发展已成为行业的重要发展方向。
六、尿素的国际贸易与市场发展随着尿素生产技术的不断提高和应用的普及，尿素的国际贸易和市场发展也逐渐繁荣起来。
全球范围内的尿素贸易量不断增加，贸易伙伴关系日益密切。
各国之间的尿素价格波动和供需变化也受到广泛关注。
同时，国际市场上的尿素贸易规则和标准也在不断制定和完善。
七、未来尿素生产技术的创新与趋势随着科技的不断进步和创新，未来尿素生产技术将朝着更高效率、更环保和更低成本的方向发展。
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。
尿素生产安全技术尿素(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汲取。
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料, (用作塑料、喷漆、粘合剂)。
还可作多种用途的添加剂(用作油墨材料、黏结油等), 尿素还可用于医药、林业、制革、动物饲料、石油产品精制等方面。
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, 采纳热混合气压缩循环。
1932年美国杜邦公司(Du pont)用直接合成法治取尿素氨水, 并在1935年开始生产固体尿素, 未反应物以氨基甲酸铵水溶液形式返回合成塔, 是现今水溶液全循环法的雏形。
中国的尿素工业发展始于1958年, 先由南京永利宁厂建成日产10吨尿素的半循环生产法装置, 其后又在上海吴泾化工厂建成年产1．5万吨的半循环法装置。
1975年中国第一套二氧化碳汽提法装置亦在上海吴泾化工厂建成投产。
20世纪70年代以来, 我国兴建年产30万吨合成氨、52～60万吨尿素联合生产装置的大型化肥生产厂。
至今已建成30余套大化肥生产装置, 成为我国主要生产尿素的基地。
这些尿素生产厂都以石油化工成品或半成品为原料, 因而大都隶属于石油化工行业。
由于合成氨一尿素生产的紧密相关性, 其生产工艺过程分别介绍如下。
1. 合成氨生产氮肥生产的主要过程主要环节是制取氢, 而合成氨所需要的氮则直接或间接地来源于空气。
目前世界上大多数的氮肥厂均采纳石化原料或其副产品来制取氢或一氧化碳, 只有少数厂家采纳电解水法治取氢, 由于此法受电力成本制约, 难以形成大规模的工业化生产。
用石化原料制取氢和一氧化碳的过程均为化学过程, 从其反应类型上来看, 大致可分为烃类一蒸汽催化转化法和烃类部分氧化法。
增值尿素市场发展现状概述增值尿素是一种通过对尿素进行加工、改进和提纯而得到的产品，具有更高的氮含量和更低的杂质含量。
随着全球化进程的推进，农业和化工行业对尿素产品的需求不断增加，促使增值尿素市场得到了快速发展。
本文将对增值尿素市场的现状进行探讨，包括市场规模、市场竞争、应用领域和发展趋势等方面。
市场规模据统计，增值尿素市场在过去几年中呈现出稳定增长的态势。
根据市场研究报告，全球增值尿素市场的规模预计将在未来几年内达到XX亿美元。
这主要归因于农业和化工领域对高效肥料的需求增加。
在不同地区的市场中，亚洲地区占据了增值尿素市场的主导地位，其次是北美和欧洲地区。
市场竞争随着市场规模的扩大，增值尿素市场的竞争也日益激烈。
目前市场上存在着多家知名的增值尿素生产商，如A公司、B公司和C公司等。
这些公司通过提高产品质量、增加生产能力和拓展市场份额等方式来争夺市场份额。
为了满足消费者对高质量尿素产品的需求，这些企业不断进行技术创新和产品升级。
应用领域增值尿素在农业和化工领域有广泛的应用。
在农业中，增值尿素可作为一种高效的氮肥使用，可以提高作物的产量和品质。
同时，其低挥发性和抗淋溶性的特点使得增值尿素可以更好地适应各种土壤条件和气候环境。
在化工领域，增值尿素可作为黏合剂、润滑剂和脱硫剂等方面的应用。
此外，增值尿素还可以用于生物医药、塑料工业和环保领域等其他领域。
发展趋势增值尿素市场的发展趋势主要包括以下几个方面：1.技术创新：随着科技的不断进步，增值尿素生产技术也在不断创新。
新的生产工艺和设备的应用使得增值尿素的生产效率和产品质量得到了大幅提升。
2.环保要求：在全球环保意识的提高下，人们对于生产过程中的环保要求也越来越高。
可持续发展成为增值尿素生产企业的重要目标，通过减少废水和废气的排放、提高产品的生产效率等方式来实现。
3.区域发展：随着农业和化工领域的不断发展，不同地区对增值尿素的需求也在不断增加。
特定地区的环境条件和土壤特点也对增值尿素产品提出了更多的要求，因此，针对不同地区的特点进行研发和生产将成为市场竞争的关键。
