三种尿素合成工艺及技术特点比较

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。

尿素生产工艺及技术特点3.1 概述当代尿素生产，不论是采用哪种流程，基本由六个工艺单元，即原料供应、尿素的高压合成、含尿素溶液的分离过程、未反应氨和二氧化碳的回收、尿素溶液的浓缩、造粒与产品输送和工艺冷凝液处理，其基本过程如图3-1所示。

原料CO2和NH3被加压送到高压合成圈，反应生成尿素，二氧化碳转化率在50%~75%范围，此过程被称为合成工序；分离过程与未反应物回收单元承担着把未转化为尿素的氨和二氧化碳从溶液中分离出来，并回收返回合成工序，因此这两个单元被统称为循环工序；最后在真空蒸发和造粒设备中把70%~75%的尿素溶液经浓缩加工为固体产品，称为最终加工工序。

图3-1 尿素生产基本流程尽管尿素生产的基本过程相似，但在具体的流程、工艺条件、设备结构等方面，不同工艺存在一定的差异。

迄今世界各地的尿素工厂，绝大多数都是由几家工程设计公司所开发设计的，已形成几种典型的工艺流程，典型的有荷兰斯太米卡邦（Stamicarbon）公司的水溶液全循环CO2气提法、意大利斯那姆（Snamprogetti）公司的氨气提法和蒙特爱迪生集团公司的等压双循环工艺（IDR）、日本三井东亚—东洋工程公司的全循环改良“C”法和改良“D”法及ACES 法、美国尿素技术公司UTI的热循环法尿素工艺（HR）等。

但不论是哪种工艺流程，生产过程中主要原料NH3和CO2的消耗基本上是相同的，其流程的先进与否主要表现在公用工程即水、电、汽的消耗上。

尿素生产流程的改进过程，实质就是公用工程消耗降低的过程。

目前国内建有尿素装置200多套，规模分为大型(48万吨/年以上)、中型(11万吨/年以上)、小型 (4万吨/年以上)。

中、小型尿素装置均采用国内的水溶液全循环技术，大型装置多采用国外引进工艺技术。

在国内的大型尿素装置工艺技术中，多数采用CO 2气提工艺和氨气提工艺。

目前设计的采用CO 2气提工艺和氨气提工艺的尿素装置，其尿素氨耗基本接近于理论水平，公用工程消耗更低，相对于传统的设计，其投资更低。

尿素生产工艺设计尿素是一种重要的化肥，广泛应用于农业生产中，有着巨大的市场需求。

因此，设计一个高效的尿素生产工艺对于提高生产效率和降低生产成本非常重要。

下面将从原料选择、生产工艺流程、设备选型以及工艺参数控制等方面进行详细的设计。

一、原料选择尿素的主要原料为天然气和氨气，因此在工艺设计中需要选择高纯度的天然气和氨气作为原料。

同时，还需要选择适合的助剂用来提高尿素的质量和生产效率。

二、生产工艺流程尿素的生产工艺主要包括氨合成、尿素合成和尿素精制三个步骤。

1.氨合成氨合成是将天然气进行催化合成生成氨气的过程。

该过程通常采用床透气式催化合成反应器。

天然气经过净化处理后，与过热蒸汽在反应器中通过催化剂的作用进行反应生成氨气。

反应过程中需要控制反应温度和压力以及催化剂的使用量。

2.尿素合成尿素合成是将氨气与二氧化碳进行反应生成尿素的过程。

该过程通常采用尿素合成反应器。

反应器中的氨气和二氧化碳在一定的温度和压力下通过催化剂的作用进行反应生成尿素。

反应过程中需要控制反应温度、压力和催化剂的使用量以及氨气和二氧化碳的供给比例。

3.尿素精制尿素精制是将合成的尿素进行脱水、结晶和干燥等处理，提高尿素的纯度和产品的质量。

该过程需要通过脱水塔、结晶塔和干燥器等设备进行操作。

脱水塔用来去除尿素中的水分，结晶塔用来将脱水后的尿素进行结晶，干燥器用来将结晶的尿素进行干燥处理。

三、设备选型在尿素生产工艺中，需要选用合适的反应器、分离塔和干燥器等设备。

反应器和分离塔通常采用不锈钢材料，具有耐腐蚀性和耐高温的特点。

干燥器通常采用旋转式干燥器或流化床干燥器，具有较好的干燥效果和操作性能。

四、工艺参数控制在尿素生产工艺中，需要对反应温度、压力、催化剂的使用量以及原料供给比例等工艺参数进行控制。

通过合理地控制工艺参数，可以提高尿素的合成速度和产品质量。

综上所述，设计一个高效的尿素生产工艺需要从原料选择、生产工艺流程、设备选型以及工艺参数控制等方面进行综合考虑。

尿素生产工艺流程简介尿素生产是一种重要的化学工艺，被广泛应用于农业、环保和化工等领域。

下面是一篇700字的尿素生产工艺流程简介。

尿素的生产工艺流程通常分为合成氨、合成尿素和后处理三个步骤。

下面我将对每个步骤进行简要介绍。

第一步是合成氨。

合成氨的工艺主要有两种，即氨合成工艺和氨与二氧化碳合成尿素工艺。

常用的氨合成工艺是经过催化剂作用将氮气和氢气反应生成氨气。

该过程需要高温和高压，常用的催化剂是铁系催化剂。

氨与二氧化碳合成尿素工艺是通过将合成氨与二氧化碳在高压下经过催化剂作用反应生成尿素。

第二步是合成尿素。

合成尿素是通过将合成氨和二氧化碳在高压下经过催化剂作用反应生成尿素。

该反应需要一定的温度和压力条件，常见的催化剂是铁催化剂。

在反应器中，通过循环加氨、循环加碳、解除温降、恒压缩氨和恒压加尿素等操作，可以使合成尿素反应的条件保持在最佳状况，提高反应速率和产率。

第三步是后处理。

后处理主要包括结晶分离和尿素质量提升两个过程。

结晶分离是将合成产生的尿素液体经过蒸发、冷凝和结晶等操作，去除其中的杂质，使尿素纯度达到要求。

尿素质量提升是通过蒸汽加热、压力升高、结晶分离和溶液冷却等操作，使尿素结晶的纯度和颗粒度达到要求。

尿素生产过程中还有一些辅助工艺，如进料输送、催化剂通道、废水处理和废气处理等。

进料输送是指将原料通过输送带、皮带输送机和螺旋输送机等装置转移到反应器中。

催化剂通道是指将催化剂从储存罐中转移到反应器中。

废水处理是指将生产过程中产生的废水进行处理，以达到环境保护的要求。

废气处理是指将生产过程中产生的废气进行净化，避免对环境造成污染。

综上所述，尿素的生产工艺流程包括合成氨、合成尿素和后处理三个步骤，其中合成氨和合成尿素是尿素生产的核心步骤，后处理是保证尿素质量的关键环节。

在整个生产过程中，还需要对原料和产品进行输送、催化剂进行通道，以及处理产生的废水和废气等辅助工艺。

这些工艺的运行与控制直接关系到尿素生产的效率和质量。

尿素的生产工艺尿素是一种重要的氮肥和化学原料，其生产工艺主要包括合成氨和尿素合成两个步骤。

合成氨过程一般采用哈贝法或氨气的氧化法。

哈贝法是一种传统的工艺，主要由天然气蒸汽重整和催化转化、高压电解和催化转化等步骤组成。

首先，天然气与水蒸汽在催化剂的存在下进行重整反应，生成合成气体。

然后，合成气体通过催化转化反应生成氨气。

最后，氨气经过高压电解反应，生成纯氨气。

气体中的水分、硫化物和其他杂质则通过各种净化步骤被去除。

另一种常用的合成氨方法是氨气的氧化法。

这种方法主要通过将氨气与氧气反应生成一氧化氮（NO），然后在催化剂的存在下与空气中的氧气反应生成二氧化氮（NO₂），再经过水的吸收去除杂质。

最后，将二氧化氮还原成氨气和水，利用吸收溶液进行洗涤和净化，得到纯度较高的合成氨。

尿素合成主要采用尿素脲法或碳酸氨法。

尿素脲法是目前主流的生产工艺，其原料是合成氨和二氧化碳。

首先，将合成氨和二氧化碳按一定的比例混合，然后经过高温和高压的催化反应生成尿素。

反应过程中需要控制反应温度、压力和催化剂的使用，以提高反应效率和产量。

随后，尿素溶液通过分馏塔进行精馏，得到纯净的尿素。

碳酸氨法是另一种常用的尿素合成方法。

该方法将合成氨与液态二氧化碳反应生成尿素。

在反应过程中，合成氨和液态二氧化碳以一定的比例混合，然后通过高温和高压的催化反应生成尿素。

最后，通过冷却和净化过程，得到纯度较高的尿素。

尿素的生产工艺需要控制反应条件、催化剂的选择和使用，以及合理的工艺流程等因素。

随着技术的发展，尿素生产工艺不断改进和优化，以提高生产效率、降低能耗和环境污染。

同时，通过循环利用废水和废气，实现资源的节约和环境保护。

尿素调制方法尿素是一种重要的化学物质，广泛应用于化肥生产、动物饲料添加剂以及其他工业领域。

尿素的调制方法有多种，下面将详细介绍一种主要的制备尿素的方法。

尿素的制备方法主要有合成法和提取法。

合成法是通过化学反应将尿素合成出来，而提取法则是从天然物质中提取尿素。

合成尿素的方法是最常用的制备尿素的方法之一，其中最为常见的是通过哈伯－波希耶反应将氨和二氧化碳合成尿素。

该反应以高温高压下进行，需要使用催化剂和合适的条件。

首先，将氨气和二氧化碳气体分别加热压缩，使其达到一定的反应条件。

然后，将两种气体混合在一起，并通过催化剂的作用，使气体产生化学反应。

在反应过程中，氨与二氧化碳经过一系列反应步骤，逐渐转化为尿素。

最后，通过冷却和蒸发的过程，将尿素从反应混合物中分离出来。

尿素的合成反应中，催化剂起着非常重要的作用。

目前，常用的尿素合成催化剂有铁分子团和钴分子团。

这些催化剂能够提高尿素合成反应的速率和产率，使得尿素的合成更加高效。

除了合成法，提取法也是一种制备尿素的方法。

提取法是将尿素从天然物质中提取出来，其中最常用的方法是从尿液中提取。

尿液中含有约1%的尿素，通过蒸发浓缩、结晶等方法可以将尿素分离出来。

首先，将尿液进行蒸发浓缩，使其浓度增加。

然后，通过降温结晶的方式，将尿液中的尿素结晶出来。

最后，经过过滤和干燥等处理，可以得到纯净的尿素。

虽然提取法可以从尿液中提取尿素，但是该方法的效率比较低，且成本较高。

因此，在工业生产中，更多采用合成法来制备尿素。

尿素的制备方法中，合成法是最常用的方法。

通过合成法制备尿素，可以高效地转化氨和二氧化碳为尿素，且催化剂能够提高尿素合成反应的效率。

通过不断优化合成方法和改进催化剂，尿素的产量和质量也得到了提高。

此外，尿素的制备方法还有其他一些，如微生物发酵法、电解法等。

这些方法也都有各自的优缺点，适用于不同的生产情况和需求。

总之，尿素是一种重要的化学物质，广泛应用于各个领域。

目前，合成法是最主要的尿素制备方法，通过化学反应将氨和二氧化碳合成尿素。

科技专论国内尿素合成工艺研究山西潞安煤基合成油有限公司(山西长治) 崔保命【摘 要】介绍了用于尿素合成的水溶液全循环法、二氧化碳汽提法、氨汽提法的工艺及其流程特点、适用范围，并从几方面对其进行了比较与分析。

【关键词】尿素合成；工艺水溶液全循环法；二氧化碳汽提法；氨汽提法；比较分析尿素是固体氮肥中含氮量最高的肥料，其发展速度已超过了其他氮肥品种。

我国尿素装置主要有水溶液全循环法、二氧化碳汽提法和氨汽提法三种生产工艺。

本文在此简要进行分析。

一、三种尿素合成工艺技术及优缺点1.水溶液全循环法1.1水溶液全循环法工艺特点及优缺点该法合成塔操作压力19.6MPa，温度188℃，NH 3/CO 2分子比为4.0，CO 2转化率约64%。

出合成塔溶液经中、低压分解，二段蒸发造粒得尿素产品。

由于中压分解压力低，分解气的热量除在一段蒸发加热器下段回收少部分冷凝热外，其余大部分热量由于冷凝温度低，只有用冷却水移走。

因此该法蒸汽消耗高，每吨尿素耗蒸汽约1.7吨。

该法无高压分解回收流程，为此高压设备少，投资费用低，但公用工程总体水平消耗较高，且装置规模较小。

近年来，国内的中、小尿素装置进行了一系列技改，从降低蒸汽消耗方面做了大量努力，取得了一定的效果，使蒸汽消耗有所下降。

2. 二氧化碳汽提法2.1二氧化碳汽提法的工艺特点及优缺点二氧化碳汽提法的特点是在最佳氨碳比的条件下，使合成压力降到最低。

同时，在合成压力下进行CO 2汽提和冷凝，产生的冷凝热可副产蒸汽作为蒸汽喷射器的动力蒸汽及系统保温。

2.2二氧化碳汽提法工艺优缺点汽提法工艺的出现，突破了传统水溶液全循环法的未反应物回收方式，使尿素生产的辅助能耗大幅度降低。

二氧化碳汽提法克服了传统水溶液全循环工艺的一些缺点，同时减少了设备，简化了流程。

另外，池式冷凝器与传统的降膜式冷凝器比较，合成塔容积减少了40%；因而减少了尿素装置框架的高度；同时增大了传热系数及传热温差，减少了传热面积；增大了操作弹性。

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。

几种尿素生产工艺的介绍当今尿素生产工艺主要有：水溶液全循环法、日本东洋改良“C”法（ACES）、荷兰Stamicarbon的二氧化碳汽提法、意大利Snam的氨汽提法。

1.1.1.1 水溶液全循环法该法主要应用在五、六十年代建的中、小氮肥企业，由于水溶液全循环法能耗、物耗高，放空损失大，规模小，已属淘汰的工艺，因此新建装置都不使用该生产工艺。

1.1.1.2 日本东洋改良“C”法（ACES）该法由日本东洋公司在水溶液全循环法的基础上开发而来的一种生产工艺，国内主要有川化和齐鲁石化化肥厂使用该种工艺。

川化在2000年已由东洋公司改良“C”法改成汽提法，而齐鲁石化的装置也由山东搬到四川。

改良“C”法由于操作压力高，操作温度高，因此[wiki]设备[/wiki][wiki]腐蚀[/wiki]严重。

改良“C”法为保障装置的生产正常，合成塔采用两个，一开一备。

并且合成塔衬里采用耐腐蚀的钛材，但都因腐蚀问题导致合成塔泄漏过；改良“C”法相对二氧化碳汽提法和氨汽提法，在能耗和氨耗方面相对要高，这是因为工艺和操作压力的关系。

改良“C”法在全世界范围内建厂不多，从各方面比较其竞争力都不强。

1.1.1.3 二氧化碳汽提法该法由荷兰Stamicarbon公司研发，在二十世纪七十年代中国共引进十三套，如云天化、赤天化、泸天化等。

该法以二氧化碳气体为汽提气，在合成圈等压（14.0MPa）的压力下，对甲铵进行分解、汽提，避免过多的甲铵进入低压段，再分解后吸收，重新输送返回合成圈，增加能耗。

由于等压汽提的存在，减少进入低压段的甲铵量，因此无中压系统，低压段的设备也较少。

同时，由于框架的存在，使得工艺介质以位差流动，减少了动力消耗。

进入二十一世纪，利用脱[wiki]氢[/wiki]等技术对老的装置进行节能增产改造。

如云天化、大庆石化化肥厂及乌石化化肥厂等，使这些老厂又焕发了活力。

同时，Stamicarbon公司利用脱氢装置和池式反应器技术，提出了2000+的超优技术，并结合与三特维克共同开发拥有自己专利的新材质——Safurex，进一步降低氧含量，增加设备的耐腐蚀性，使得工艺消耗、能耗更低，产量规模也越来越大。