化学肥料第3章 尿素生产技术
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化工工艺学
Chemical engineering technics
化学工程与工艺专业
第三章 尿素生产技术
• • • • •
尿素生产工艺流程 不循环法和部分循环法 水溶液全循环法 气提法 联尿法
• 1. 水溶液全循环法工艺流程 • (1)Stamicarbon 水溶液全循环法 • 水溶液全循环法是将未反应的氨和CO2用水吸 水溶液全循环法是将未反应的氨和CO 收生成甲铵或碳酸铵水溶液返回合成系统的生 产方法。 产方法。 • 是将未反应的CO2加热减压蒸出后用水吸收生 是将未反应的CO 成甲铵或碳酸铵水溶液循环返回合成系统的生 成尿素的方法，主要用于年产20万吨以下的中 成尿素的方法，主要用于年产20万吨以下的中 小型尿素装置。 小型尿素装置。 • 典型工艺流程如图2.9. 典型工艺流程如图2.9.
图 2.9
2. 气提法尿素生产工艺流程
• (1)气提原理 (1)气提原理 • 气提法是水溶液全循环法的发展，在简化流程、 气提法是水溶液全循环法的发展，在简化流程、 热能回收、延长运转周期和减少生产成本等方 热能回收、 面比全循环法优越。 面比全循环法优越。合成反应液加热分解所需 温度太高，降低压力降低了分解温度， 温度太高，降低压力降低了分解温度，但又使 循环动力增加。 循环动力增加。 • 气提法是在高压下操作的带有化学反应的解吸 过程。 过程。气提中甲铵分解 • NH4COONH2 (l)= 2NH3(g) + CO2(g) • 只要供给热量、降低NH3或CO2的分压都可使 只要供给热量、降低NH 反应向右进行。 反应向右进行。
• b. 高压冷凝器冷凝温度高，热能利用好；返回 高压冷凝器冷凝温度高，热能利用好； 合成塔水量少，有利于转化； 合成塔水量少，有利于转化；高压液可自流至 合成塔，节省动力. 合成塔，节省动力. • c. 合成塔操作压力较低，节省动力。 合成塔操作压力较低，节省动力。 • 不足是氨碳比较低影响转化率，高架设备维修 不足是氨碳比较低影响转化率， 不便。 不便。
图 2.10
图 2.10
尿素生产工艺水溶液循环法和CO 尿素生产工艺水溶液循环法和CO2气提法 工艺条件比较
• 甲铵分解后由于温可从液相中逸出。 CO2与氨作用生成甲铵盐量也减少，从而间接 与氨作用生成甲铵盐量也减少， 可逐出CO 可逐出CO2。 • 如通入惰性气体，同样降低CO2和NH3的分压， 如通入惰性气体，同样降低CO 的分压， 也可使甲铵分解，可用合成氨生产中的变换气。 也可使甲铵分解，可用合成氨生产中的变换气。 生产中多用CO 生产中多用CO2。 • (2)Stamicarbon CO2气提法流程 • 此法是目前建厂最多，生产能力最大的方法。 此法是目前建厂最多，生产能力最大的方法。 其流程如图2.10。 其流程如图2.10。 • 流程主要特点： 流程主要特点： • a.用原料CO2气提，省去了中压分解回收系统， a.用原料 用原料CO 气提，省去了中压分解回收系统， 简化了流程。 简化了流程。
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第三章 尿素生产技术
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尿素生产工艺流程 不循环法和部分循环法 水溶液全循环法 气提法 联尿法
• 1. 水溶液全循环法工艺流程 • (1)Stamicarbon 水溶液全循环法 • 水溶液全循环法是将未反应的氨和CO2用水吸 水溶液全循环法是将未反应的氨和CO 收生成甲铵或碳酸铵水溶液返回合成系统的生 产方法。 产方法。 • 是将未反应的CO2加热减压蒸出后用水吸收生 是将未反应的CO 成甲铵或碳酸铵水溶液循环返回合成系统的生 成尿素的方法，主要用于年产20万吨以下的中 成尿素的方法，主要用于年产20万吨以下的中 小型尿素装置。 小型尿素装置。 • 典型工艺流程如图2.9. 典型工艺流程如图2.9.
图 2.9
2. 气提法尿素生产工艺流程
• (1)气提原理 (1)气提原理 • 气提法是水溶液全循环法的发展，在简化流程、 气提法是水溶液全循环法的发展，在简化流程、 热能回收、延长运转周期和减少生产成本等方 热能回收、 面比全循环法优越。 面比全循环法优越。合成反应液加热分解所需 温度太高，降低压力降低了分解温度， 温度太高，降低压力降低了分解温度，但又使 循环动力增加。 循环动力增加。 • 气提法是在高压下操作的带有化学反应的解吸 过程。 过程。气提中甲铵分解 • NH4COONH2 (l)= 2NH3(g) + CO2(g) • 只要供给热量、降低NH3或CO2的分压都可使 只要供给热量、降低NH 反应向右进行。 反应向右进行。
• b. 高压冷凝器冷凝温度高，热能利用好；返回 高压冷凝器冷凝温度高，热能利用好； 合成塔水量少，有利于转化； 合成塔水量少，有利于转化；高压液可自流至 合成塔，节省动力. 合成塔，节省动力. • c. 合成塔操作压力较低，节省动力。 合成塔操作压力较低，节省动力。 • 不足是氨碳比较低影响转化率，高架设备维修 不足是氨碳比较低影响转化率， 不便。 不便。
图 2.10
图 2.10
尿素生产工艺水溶液循环法和CO 尿素生产工艺水溶液循环法和CO2气提法 工艺条件比较
• 甲铵分解后由于温可从液相中逸出。 CO2与氨作用生成甲铵盐量也减少，从而间接 与氨作用生成甲铵盐量也减少， 可逐出CO 可逐出CO2。 • 如通入惰性气体，同样降低CO2和NH3的分压， 如通入惰性气体，同样降低CO 的分压， 也可使甲铵分解，可用合成氨生产中的变换气。 也可使甲铵分解，可用合成氨生产中的变换气。 生产中多用CO 生产中多用CO2。 • (2)Stamicarbon CO2气提法流程 • 此法是目前建厂最多，生产能力最大的方法。 此法是目前建厂最多，生产能力最大的方法。 其流程如图2.10。 其流程如图2.10。 • 流程主要特点： 流程主要特点： • a.用原料CO2气提，省去了中压分解回收系统， a.用原料 用原料CO 气提，省去了中压分解回收系统， 简化了流程。 简化了流程。